In der Abteilung „Katalysatorformgebung, Translation & Scale-Up“ steht die Konfektionierung der katalytisch aktiven Zentren auf der „Mesoskala“, d. h. in einem geeigneten Katalysatorpellet oder katalytisch aktiven Formkörper im Vordergrund, um z. B. den Einsatz der entsprechenden Materialien in Großanlagen zu ermöglichen. Der Bereich untersucht und optimiert das komplexe Wechselspiel aus Stofftransport, Wärmetransport und katalytischer Reaktion auf Formkörper-Ebene. Dabei sind Fragestellungen der effizienten Zu- und Abfuhr von Reaktanden und Wärme entscheidend für die Leistungsfähigkeit des eingesetzten geformten Katalysators. Die verwendeten Katalysatormaterialen müssen daher 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 optimiert werden. Darüber hinaus stehen die Langzeitstabilität und das Recycling der meist kostspieligen Katalysatoren im Fokus, um einerseits Deaktivierung des Katalysators zu vermeiden oder grundsätzlich die Rückgewinnung der aktiven Spezies zu gewährleisten.
Institut für nachhaltige Wasserstoffwirtschaft (INW)
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Katalysatorformgebung & Scale-Up
Um den Einsatz der unterschiedlichen am INW untersuchten Katalysatormaterialien in Pilot- und Großanlagen zur ermöglichen, steht im Team „Katalysatorformgebung & Scale-Up“ die Hochskalierung der Katalysatorsynthese in den Kilogramm-Maßstab sowie die Erzeugung von vielfältigen, anwendungsspezifischen Formkörpern im Fokus.
Das Team „Katalysatorstabilität“ untersucht und optimiert das Langzeitverhalten von Katalysatoren übergreifend für alle Wasserstoffspeicher- und Freisetzungstechnologien. Neben der Optimierung der mechanischen, chemischen und thermischen Langzeitstabilität liegt insbesondere auch das (Edel-)Metallrecycling im Fokus der Untersuchungen.