Katalysatormaterialien für die Chemische Wasserstoffspeicherung (INW-2)
Am INW-2 – Katalysatormaterialien werden Katalysatoren ausgehend von der Nanoskala bis hin zur Mesoskala, d. h. in einem geeigneten Katalysatorpellet oder katalytisch aktiven Formkörper, entwickelt und optimiert, um den Einsatz der entsprechenden Materialien in Großanlagen zu ermöglichen. Dabei werden Katalysatoren für die Gas- und Flüssigphasenreaktionen zur Be- (Hydrierung) und Entladung (Dehydrierung / Reformierung) der diversen kohlenstoff- und stickstoff-basierten Wasserstoffträger im komplexen Wechselspiel aus Stofftransport, Wärmetransport und katalytischer Reaktion untersucht. Multifunktionale, hydrothermal stabile, flexible und skalierbare Katalysatoren stehen im Mittelpunkt der Forschung. Die Katalysatormaterialien müssen dabei nicht nur im Hinblick auf ihre Oberflächenchemie (Stabilisierung der Katalysatornanopartikel, Benetzung der Flüssigphase, Vermeidung von Nebenreaktionen durch Trägerazidität, etc.), sondern auch in Bezug auf ihr Porennetzwerk zur Optimierung der Stoff- und Wärmetransporteigenschaften weiterentwickelt werden. Neben dem Verhalten unter dynamischen, teils harschen Reaktionsbedingungen, steht insbesondere auch die Langzeitstabilität unter chemischem, thermischem und mechanischem Stress im Fokus der Forschung. Ein weiterer wichtiger Aspekt der Forschung in diesem Bereich sind Untersuchungen zum Edelmetall- und Metallrecycling von Katalysatoren, die am Ende ihres Betriebszyklus angelangt sind, um Kosten zu senken und Materialverluste zu mindern.
Institut für nachhaltige Wasserstoffwirtschaft (INW)
Gebäude Brainergy-Park-Jülich / Raum 2015
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Institutsabteilungen
Katalysatormaterialien für Gasphasenreaktionen
Die Abteilung entwickelt Katalysatoren für die Synthese und Dehydrierung kohlenstoffbasierter und
-freier Wasserstoffträger wie Methanol, DME, Methan und Ammoniak. Ziel ist eine hohe Aktivität, Stabilität und Effizienz unter variablen Bedingungen sowie eine geeignete Regenerationsstrategie.
Katalysatormaterialien für Flüssigphasenreaktionen
Im Fokus der wissenschaftlichen Arbeiten in diesem Bereich stehen dynamische Katalysatoren für die Speicherung und Freisetzung von H2 mittels chemischer Reaktionen in Flüssigphase. Hierbei werden Design, Entwicklung und Optimierung der Katalysatormaterialien flüssigphasenspezifisch durchgeführt.
Der Fokus liegt auf der Hochskalierung der Katalysatorsynthese und Entwicklung anwendungsspezifischer Formkörper für Großanlagen. Neben klassischen Verfahren kommen innovative Methoden wie 3D-Druck oder Metallschäume zum Einsatz. Zudem wird die Stabilität erforscht, einschließlich Recycling.