Die Abteilung „Katalysatormaterialien für Gasphasenreaktionen“ konzentriert sich auf die Entwicklung von Katalysatoren für die Synthese/Dehydrierung von kohlenstoffbasierten und kohlenstofffreien Wasserstoffträgern. Zu den angestrebten Wasserstoffträgern für Gasphasenanwendungen gehören u. a. Methanol, Dimethylether (DME), Methan und Ammoniak. Fortgeschrittene Katalysatoren für die Synthese dieser Träger aus CO2, Synthesegas und N2 werden mit dem Ziel entwickelt, nicht nur reine und stöchiometrische, sondern auch variable Einsatzstoffmischungen mit nicht stöchiometrischen Verhältnissen und einem breiten Spektrum an Verunreinigungen verwerten zu können. In ähnlicher Weise werden Dehydrierungskatalysatoren entwickelt, die eine hohe Aktivität und Stabilität unter verschiedenen Prozessbedingungen bei effizienter Materialverwendung aufweisen. Darüber hinaus werden Katalysatorstabilitätstests unter harschen und dynamischen Bedingungen im Labormaßstab sowohl für Synthese- als auch für Dehydrierungsprozesse durchgeführt, um ihr Anwendungspotenzial unter verschiedenen Bedingungen zu bewerten. Im Falle einer Deaktivierung des Katalysators werden Regenerationsstrategien wie In-situ-Kalzinierung und Reduktion getestet, um die Aktivität wiederherzustellen.
Abteilungsleitung (Interim) Katalysatormaterialien für Gasphasenreaktionen
Institut für nachhaltige Wasserstoffwirtschaft (INW)
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Katalysatoren für Kohlenstoff-basierte Wasserstoffträger
Das Team „Katalysatoren für kohlenstoffbasierte Wasserstoffträger“ konzentriert sich auf die rationelle Entwicklung hochaktiver und stabiler Katalysatoren für die Synthese und Reformierung u. a. von Methanol, DME und Methan unter verschiedenen Reaktionsbedingungen. Katalysatoren für die Methanol- und Methansynthese aus CO2 oder Synthesegas müssen nicht nur unter bestimmten Reaktionsbedingungen aktiv sein, sondern auch mit variablen Eingangsstoffgemischen und harschen Reaktionsbedingungen, wie z. B. der Anwesenheit von Feuchtigkeit, gut und stabil funktionieren. Um die sonst mehrstufige DME-Synthese aus CO2 oder Synthesegas zu vereinfachen, werden bifunktionale/hybride Katalysatoren mit verschiedenen Synthesestrategien entwickelt und im Labormaßstab unter einer Vielzahl von Reaktionsbedingungen getestet. Darüber hinaus werden bifunktionale Katalysatoren für den Dehydrierungs-/Reformierungsschritt für die H2-Freisetzung in einem Schritt entwickelt und sowohl bei Niedrigtemperatur und Atmosphärendruck als auch bei Hochtemperatur-/Hochdruckbedingungen bewertet. Darüber hinaus wird die Katalysatorstabilität bewertet, und es werden gegebenenfalls konventionelle Regenerationsstrategien untersucht.
Katalysatoren für Kohlenstofffreie Wasserstoffträger
Das Team „Katalysatoren für kohlenstoff-freie Wasserstoffträger” des INW-2 arbeitet an der Entwicklung und Erforschung neuartiger Katalysatoren für die Synthese von Ammoniak und die anschließende Wasserstofffreisetzung.
