Labo Online - Analytic, Labortechnik, Life Sciences

Allianz für effizientere Prozesse und ApparateAbschluss-Symposium der Helmholtz-Energie-Allianz

Die von der Helmholtz-Gemeinschaft geförderte Energie-Allianz „Energieeffiziente chemische Mehrphasen-Prozesse“ zieht nach dreieinhalbjähriger Tätigkeit auf einem Abschluss-Symposium Bilanz.

Röntgentomograph

Rund 60 Teilnehmer aus Forschung und Industrie stellen vom 30. November bis zum 1. Dezember im Festsaal des Rektorats an der TU Dresden ihre Ergebnisse vor, mit denen die Effizienz von Prozessen der chemischen Verfahrenstechnik gesteigert werden soll. Koordiniert wird der Verbund aus sieben Partnern durch das Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR).

„Die deutsche chemische Industrie ist der sechstgrößte industrielle Arbeitgeber und damit einer der wichtigsten Industriezweige der deutschen Wirtschaft“, sagt der Koordinator der Helmholtz-Energie-Allianz, Prof. Uwe Hampel vom HZDR. Gleichzeitig handelt es sich um Deutschlands größten Energieverbraucher, weshalb das Thema Energieeffizienz für die chemische Industrie sowohl aus wirtschaftlicher als auch aus ökologischer Sicht enorm wichtig ist.

Anzeige
Weitere Beiträge zuKatalysatorforschung

Dieser Industriezweig bietet zugleich viele Ansätze zur Energieeinsparung. So können Prozesse durch effizientere Wärmerückgewinnung verbessert, elektrische Anlagenkomponenten modernisiert und Prozessabläufe besser automatisiert werden. Prof. Hampel: „Unser Augenmerk liegt besonders auf Reaktionsapparaten mit dem Ziel, die darin ablaufenden chemischen Synthesen zu optimieren.“ Hier besteht ein großes Energieeinsparpotenzial: Wenn es gelingt, die Synthesen etwa für die Grundstoffe der chemischen Industrie in den großen Reaktoren selektiver zu machen, muss in den nachfolgenden Prozessstufen weniger Energie für die Produktaufbereitung, zum Beispiel durch Destillation, eingesetzt werden.

Stoffgemische wie Flüssig-Dampf- oder Gas-Flüssig-Feststoff-Gemische kennzeichnen die vielen Prozessschritte, die nötig sind, um zu reinen chemischen Produkten zu gelangen. Die meisten Synthesen finden demnach in sogenannten Mehrphasen-Reaktoren statt. Die dort auf verschiedenen Skalen ablaufenden Strömungsprozesse sind für den optimalen Reaktionsablauf entscheidend.

Was nun im wissenschaftlichen Labor im Reagenzglas problemlos funktioniert, kann nicht einfach auf große Chemiereaktoren übertragen werden. Deshalb liegt ein Schwerpunkt der Helmholtz-Energie-Allianz auf den methodischen Themen der Skalierung und Modellierung von Mehrphasen-Reaktionsprozessen. Die sieben Partner – neben dem HZDR zählen dazu das Karlsruher Institut für Technologie (KIT), die Universitäten TU Dresden, Ruhr-Universität Bochum, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, TU Hamburg-Harburg sowie das Fraunhofer-Institut für Keramische Systeme und Technologien (IKTS) in Dresden – haben sich aber auch mit vielen weiteren Themen beschäftigt. Dazu gehören neuartige Mehrphasen-Reaktoren, angefangen von Mikrostruktur-Apparaten bis hin zu neuen, großskaligen Reaktorkonzepten. Die Forscher haben zudem neue Strategien für eine optimierte Prozessführung entwickelt und dank innovativer Messtechniken die Vorgänge in Chemiereaktoren sehr genau studiert.

Neue Katalysatoren – vom Modell über die Fertigung bis zum Einsatz
Ein weiterer Schwerpunkt der Allianz lag in der Entwicklung maßgeschneiderter Katalysatoren für spezielle Mehrphasen-Prozesse. Katalysatoren sind für die meisten Synthesen unverzichtbar. So standen neue Katalysator-Strukturen aus keramischen und metallischen Monolithen und Schäumen sowie dafür maßgeschneiderte metallische Trägerstrukturen und innovative Fertigungsverfahren im Fokus. Mit neuen Berechnungsverfahren konnten die Forscher Strömung, Stoff- und Wärmetransport, aber auch die chemische Reaktion – von der einzelnen Katalysator-Pore bis zum gesamten Reaktionsapparat – modellieren. Die Arbeiten rund um Katalysatoren zählen zu den wissenschaftlichen Highlights der Helmholtz-Energie-Allianz.

Doch nicht nur ingenieurtechnische und physikalisch-chemische Forschungen spielen in der Helmholtz-Energie-Allianz eine Rolle. Vielmehr tragen dedizierte Systemanalysen dazu bei, die Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit neuer Reaktortechnologien über den gesamten Lebenszyklus hin zu bewerten. Dass die Forschung ausgesprochen anwendungsorientiert ist, zeigt sich auch beim Wissenschaftlich-Technischen Beirat, der mit Vertretern bedeutender Industrieunternehmen besetzt ist: BASF AG, Evonik Industries, Linde AG, Bayer Technology Services und INEOS Phenol GmbH, aber auch die Abo Academy aus dem finnischen Turku gehört dazu.

Auf dem Abschluss-Symposium in Dresden präsentieren sechs Gastredner die Themen Reaktortechnik, Katalyse, Reaktionsführung, Wärmeintegration, Mehrphasen-Fluiddynamik und Automatisierungstechnik, die allesamt mit der Prozesseffizienz in der chemischen Industrie zu tun haben. Nachwuchswissenschaftler haben die Chance, ihre Ergebnisse auf Postern vorzustellen. Insgesamt haben in der Helmholtz-Energie-Allianz 70 Wissenschaftler mitgewirkt, darunter 20 Doktoranden. Die Fördersumme lag bei knapp 5 Mio. Euro.

Weitere Informationen:
Prof. Uwe Hampel
Institut für Fluiddynamik am HZDR;
AREVA-Stiftungsprofessur für „Bildgebende Messverfahren für die Energie- und Verfahrenstechnik“ an der TU Dresden
E-Mail: u.hampel@hzdr.de

Weitere Beiträge zum Thema

Bastian JM Etzold

Forschung für die EnergiewendeTU-Chemiker erhält EU-Förderung über 2 Mio. Euro

Eine der begehrten Förderungen des Europäischen Forschungsrates (ERC) geht an den Darmstädter Chemie-Professor Bastian JM Etzold.

…mehr

KatalysatorforschungSaubere Energie aus Brennstoffzellen

Brennstoffzellen erzeugen elektrischen Strom aus der chemischen Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff. Um saubere Energie zu erhalten, ist es entscheidend, mit welcher Methode Wasser vorher in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff aufgetrennt wird.

…mehr
Probenhalter mit drei Einkristallen, auf deren Oberfläche die Katalysatorpartikel abgeschieden werden. (Bild / Fotograf: Andreas Heddergott / TUM)

KatalysatorforschungNanopartikel verhalten sich anders als prognostiziert

Zur Herstellung von Margarine werden jedes Jahr Millionen Tonnen ungesättigter Fettsäuren aus Pflanzenölen mit Wasserstoff umgesetzt. Auf der Suche nach besseren Katalysatoren für solche als Hydrierung bezeichneten Reaktionen machte ein deutsch-amerikanisches Forscherteam eine Entdeckung, die eine seit mehr als 50 Jahren geltende Regel in Frage stellt.

…mehr
Nanoinsel aus Graphen

Alternative zu PlatinKatalysator aus Eisen-Stickstoff-Komplexen in Graphen

Mit einem neuen Präparationsverfahren haben Teams am HZB und der TU Darmstadt ein preiswertes Katalysatormaterial für Brennstoffzellen hergestellt und eingehend analysiert: Es besteht aus Eisen-Stickstoff-Komplexen, die in Graphen-Inseln von nur wenigen Nanometern im Durchmesser eingebettet sind.

…mehr
Uran-basierter Katalysator

Produktion von Wasserstoff aus WasserAbfall der Kernindustrie dient als Katalysator

Chemiker der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) haben eine neue Verwendung für abgereichertes Uran entdeckt, das als Abfallprodukt der Kernenergie über Jahrzehnte in großen Mengen angefallen ist.

…mehr

LABO – Online *** Neuheit***

Mediadaten 2016

LABO Marktübersichten

Produktkataloge zum Blättern


Hier finden Sie aktuelle Blätter-Kataloge von Herstellern aus der Branche. Einfach durchblättern oder gezielt nach Stichwort suchen!

Anzeige

Anzeige - Produkt der Woche

Adimec Kameras für High-End Anwendungen

Rauscher GmbH: Adimec entwickelt Kameras für Bildverarbeitung und Machine Vision, die eine exzellente Kombination aus höchstauflösenden Sensoren bis 25 Megapixel bei gleichzeitig hoher Bildwiederholrate bieten.

Anzeige

LABO Web-Guide 2016 als E-Paper

Web-Guide 2016


- Stichwortregister

- Firmenscreenshots

-Interessante Webadressen aus dem Labor

Anzeige

Neue Stellenanzeigen

Jetzt den LABO Newsletter abonnieren


Der kostenlose LABO Newsletter informiert Sie wöchentlich über neue Produkte, Lösungen, Technologietrends und Innovationen aus der Branche sowie Unternehmensnachrichten und Personalmeldungen.

LABO bei Facebook und Twitter