Wasserstofferzeugung mit Mikroalgen – Modellrechnungen und erste Experimente zur Membrantrennung von H2/CO2-Gemischen

Hintergrund:

Bestimmte einzellige Mikroalgen sind in der Lage, unter Lichteinfluss molekularen Wasserstoff mit hohem Wirkungsgrad zu erzeugen.  Die besonderen Vorteile dieses Verfahrens liegen a) in der deutlich höheren Wachstumsrate der Mikroalgen gegenüber gewöhnlichen Landpflanzen, b) im geringen Wasserbedarf durch die geschlossene Reaktorführung und c) im Verzicht einer fest-flüssig-Trennung bei Abtrennung des gasförmigen Produktes H₂. Zur Trennung des entstehenden Gasgemisches H₂/CO₂ wird derzeit eine Laborapparatur mit einem Membranmodul für Flachplattenmembranen aufgebaut.

Gesamtprozess der H₂-Erzeugung mit Mikroalgen mit integrierter Gastrennung H₂/CO₂

Aufgabe:

Vor diesem Hintergrund soll in einer Diplomarbeit der Einfluss von Effekten (wie z.B. Druckverhältnis, Zusammensetzung, Temperatur) auf die Membrantrennung rechnerisch sowie experimentell untersucht werden. Dazu soll ein mathematisches Modell (Matlab/Simulink) zur Gastrennung H₂/CO₂ in einem Flachplattenmodul unter Berücksichtigung der Strömungsführung entwickelt werden. Begleitend sollen erste Experimente an einer existierenden Versuchsanlage zur Membrantrennung durchgeführt werden.

Flachplattenmodul zur Gastrennung