Das Verbundprojekt InnoSyn „Innovative Syntheseprozesse zur Erzeugung chemischer Energieträger aus grünem Wasserstoff in lastflexiblen Blasensäulenreaktoren“ wird von der DVGW-Forschungsstelle am Engler-Bunte-Institut koordiniert. In Zusammenarbeit mit dem Leibniz-Institut für Katalyse e. V., dem Karlsruher Institut für Technologie und der Johannes-Kepler-Universität Linz (assoziierter Partner) werden in diesem Projekt zwei innovative Syntheseverfahren entwickelt:

• LOHC-unterstützte Methanisierung (LOHC: Liquid Organic Hydrogen Carrier)
• Direkte CO2-Fischer-Tropsch-Synthese

In diesen Verfahren werden grüner Wasserstoff und Kohlenstoffdioxid als Teil einer PtX-Prozesskette in klimaneutrale chemische Energieträger umgewandelt. Sowohl gasförmige als auch flüssige Endprodukte sind möglich. Diese können für vielfältige Anwendungen als Ersatz für erdölbasierte Kohlenwasserstoffe eingesetzt werden, insbesondere im Mobilitätssektor (z. B. LNG oder FT-Diesel im Schwerlastverkehr, Kerosin im Flugverkehr) oder in der chemischen Industrie. Für beide Verfahren sollen Suspensions-Blasensäulenreaktoren eingesetzt werden. Diese sind besonders geeignet für exotherme Synthesereaktoren sowie für lastflexible und dynamische Betriebsbedingungen von PtX-Prozessen.

Abbildung: Darstellung der im Verbundvorhaben InnoSyn untersuchten Syntheseverfahren in Blasensäulenreaktoren und die Anwendungsgebiete der Produkte in Form eines Blockfließbilds © DVGW

Forschungsaufgaben am Karlsruher Institut für Technologie werden im Engler‑Bunte‑Institut, Chemische Energieträger – Brennstofftechnologie durchgeführt. Ziel ist für die beiden betrachteten Syntheseverfahren die effektiven Reaktionsgeschwindigkeiten im dreiphasigen Reaktionssystem zu quantifizieren. Für die LOHC‑unterstützte Methanisierung werden hierfür beispielsweise Gaslöslichkeiten in Abhängigkeit vom Hydriergrad der Flüssigphase bestimmt. Bei der direkten CO2‑FTS werden unter anderem Produktspektren und die Langzeitstabilität eines neuartigen Katalysators untersucht. Parallel zu den experimentellen Arbeiten wird ein bestehendes axiales Dispersionsmodell unter Einbeziehung der Ergebnisse kontinuierlich weiterentwickelt. Es soll zukünftig als verlässliches Werkzeug zur Auslegung und Berechnung von Suspensions-Blasensäulenreaktoren genutzt werden.