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Membrantechnik gegen klimaschädliches Gas

Kraftwerke für fossile Brennstoffe tragen mit ihrem Kohlendioxid-Ausstoß entscheidend zur Klimaerwärmung bei. Die Emissionen könnten verringert werden, indem das CO2 aus dem Gasstrom der Kraftwerke abgetrennt und anschließend genutzt oder unterirdisch gespeichert würde. Bisherige Abtrennungsverfahren verbrauchen aber viel Energie und reduzieren so den Wirkungsgrad der Kraftwerke. Filter aus neuartigen Membran-Werkstoffen könnten eine bessere Lösung sein.

Gemeinsam mit verschiedenen Partnern, etwa in der von Jülich koordinierten Forschungsallianz "Mem-Brain", entwickeln Jülicher Wissenschaftler neuartige Membranstrukturen und –werkstoffe, die es ermöglichen, Gase, wie das Treibhausgas Kohlendioxid effizient und energiesparend abzutrennen. Ziel ist die Erhöhung der Leistungsdaten und der Lebensdauer der Membranen.

In eigens angefertigten Prüfständen werden die Membranen unter kontrollierten Bedingungen getestet. Wie verhält sich eine Membran bei mehreren hundert Grad? Wie verändert sich der Gasdurchstrom bei unterschiedlichem Druck? Wie rasch altert das Material? Neben den technischen Merkmalen der Membranen muss ihr ganzer Lebenszyklus untersucht werden. Dabei geht es etwa um Fragen nach der Entsorgung der Komponenten oder nach den Kosten, die inklusive Transport und Speicherung des Kohlendioxids anfallen.

PermeationsmessungMit dieser Apparatur kann gemessen werden, wie gut eine keramische Membran Sauerstoff durchlässt.
Quelle: Forschungszentrum Jülich

Materialentwicklung, Praxistauglichkeit, politische und energiewirtschaftliche Randbedingungen – vielfältige Faktoren bestimmen mit, wie Verfahren der Kohlendioxid -Abtrennung sich durchsetzen werden, denn die Membrantechnologie spielt eine wichtige Rolle für eine klimaschonende Energieerzeugung mit fossilen Brennstoffen.

Auch in der Jülich Aachen Research Alliance JARA steht die Entwicklung klimafreundlicher Kohlekraftwerke im Vordergrund.


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