Engler-Bunte-Institut, Fuel Technology
Mathias Held, M.Sc.

Mathias Held, M.Sc.

  • Engler-Bunte-Institut, EBI ceb
    Chemische Energieträger – Brennstofftechnologie

    Engler-Bunte-Ring 1
    76131 Karlsruhe

Methanisierung im Dreiphasen-Reaktor

Schematische Darstellung des dreiphasigen Blasensäulenreaktors zur Methansynthese (nach Lefebvre 2019) Lefebvre, Jonathan (2019)
Schematische Darstellung des dreiphasigen Blasensäulenreaktors zur Methansynthese (nach Lefebvre 2019)
KIT
Abbildung 2: Schematische Darstellung des dreiphasigen Blasensäulenreaktors zur Methansynthese (nach Lefebvre 2019)

Vor dem Hintergrund der Energiewende werden Konzepte zur langfristigen Speicherung von regenerativ erzeugter elektrischer Energie relevant. Eine Möglichkeit hierzu bieten Power-to-Gas Konzepte: Elektrische Energie kann zur Erzeugung von Wasserstoff mittels Wasserelektrolyse genutzt werden, welcher dann als Ausgangsstoff für die katalytische Methanisierung mit CO oder CO2 dient. Der Vorteil liegt hierbei in der Nutzung von synthetischem Erdgas (SNG) als vielseitig einsetzbarer Energieträger mit einer gut ausgebauten Infrastruktur mit hohem Speicherpotential.

Da es sich bei der Methanisierung um eine stark exotherme Reaktion handelt, werden am EBI ceb verschiedene Reaktorkonzepte erforscht, welche eine effiziente Wärmeabfuhr der entstehenden Reaktionswärme ermöglichen. Eine Variante hierfür ist die Dreiphasen-Methanisierung. Im Blasensäulenreaktor wird der (feste) Katalysator in einem Wärmeträgerfluid suspendiert und durch den eintretenden Eduktgasstrom fluidisiert. Da das Wärmeträgerfluid eine hohe spezifische Wärmekapazität aufweist, kann eine effiziente Wärmeabfuhr umgesetzt und somit ein isothermer und lastflexibler Reaktorbetrieb erreicht werden. Dies ist insbesondere vorteilhaft für die Nutzung von fluktuierender elektrischer Energie aus Wind- und Sonnenenergie in PtG-Prozessen.

Arbeitsschwerpunkte:

  • Bestimmung der Reaktionskinetik
  • Untersuchung des Wärme- und Stofftransports
  • Modellierung des Dreiphasen-System

Veröffentlichungen


MethQuest - Innovative Power-to-Methane Process Chains.
Gegenheimer, J.; Leiblein, J.; Held, M.; Bajohr, S.; Graf, F.; Kolb, T.
2020, June 23. 8th International Conference, Fuel Science - From Production to Propulsion (2020), Virtual, June 23–25, 2020