hbCC – Hydratbasiertes Carbon Capture
Trotz der im Pariser Klimaabkommen gesetzten Ziele zur Reduktion von Treibhausgasemissionen, werden diese von vielen Ländern in regelmäßigen Abständen verfehlt. Ein Ersatz stark emissionsbehafteter Technologien durch effizientere, sauberere und nachhaltigere Lösungen ist schlichtweg teuer und sehr zeitaufwendig. Mithilfe der industriellen CO2-Abscheidung (Carbon Capture) aus emissionsreichen Punktquellen z.B. Gaskraftwerke, kann bestehende und schwer zu ersetzende Infrastruktur emissionsärmer gemacht werden und damit Zeit für deren Austausch gewonnen werden.
Im Sondierungsprojekt Hydratbasiertes Carbon Capture kurz „hbCC“ erforscht und entwickelt die Fachhochschule Vorarlberg (FHV – Vorarlberg University of Applied Sciences) ein neues Verfahren für die CO2-Abscheidung, welches durch die ausschließliche Verwendung von Wasser als Abscheidungsmedium besonders umweltfreundlich ist. Das Projekt zielt darauf ab, nachzuweisen, dass das Verfahren energieeffizienter und ressourcenschonender als konventionelle Verfahren ist, und eine Skalierbarkeit auf industrielle Anlagen möglich ist.
Projektziel
Obwohl es bereits eine Vielzahl an ausgereiften Verfahren zur Abscheidung von CO2 aus Gasgemischen gibt, sind diese in vielen Anwendungsbereichen nach wie vor mit sehr hohen laufenden Kosten und hohem Energieverbrauch verbunden. Deswegen wird auch heute noch viel Forschung darauf verwendet, effizientere Verfahren zu entwickeln. Ein Verfahren, welches um die Jahrtausendwende einiges an Aufmerksamkeit auf sich zog, ist das hydratbasierte Carbon Capture (hbCC). Dabei wird das CO2 in einem molekularen Käfig aus Wassermolekülen—das sogenannte Hostnetzwerk des CO2-Hydrats—eingefangen und gespeichert (siehe Abbildung).
Um das CO2 aus einem typischerweise N2-reichen Gasgemisch abzuscheiden, muss das Gasgemisch und das Wasser bei hohem Druck und niedriger Temperatur in Kontakt gebracht werden. Während die CO2 Moleküle des Gasgemisches bevorzugt in die Käfige des Hydrats eingelagert werden, bleiben die restlichen Gaskomponenten lieber im Gas. Mit jedem eingelagerten CO2 Molekül verringert sich der CO2-Anteil im Gas, wodurch dieses nach und nach gereinigt wird.
Konventionelle hydratbasierte Verfahren verwenden Wasser in flüssiger Form, was die Prozesstemperaturen auf einen Bereich über 0°C beschränkt. Dabei zeigen thermodynamische Überlegungen deutlich, dass die meisten Leistungsfaktoren bei tieferen Abscheidetemperaturen besser wären.
Im Projekt hbCC wählt die FHV einen selten gegangenen Syntheseweg, mit dem die Temperaturbegrenzung auf positive Celsius umgangen werden kann und die Vorteile der Abscheidung bei tiefen Temperaturen bis zu – 50°C zum ersten Mal überhaupt nutzbar werden. Ziel des Projektes ist es, zu zeigen, dass diese Vorteile auch in der Praxis schlagend werden. Damit hofft die FHV den Grundstein für eine Weiterentwicklung und Verwertung des Verfahrens legen zu können.
Förderprogramm
Dieses Projekt wird aus Mitteln des Klima- und Energiefonds gefördert und im Rahmen des Programms „Energieforschung (e!MISSION)“ durchgeführt.
Fakten
| Projektname | hbCC - Hydratbasiertes Carbon Capture mittels Gasphasenabscheidung unter Druck |
| Programm | Energieforschung (e!MISSION) |
| Projektdauer | 01.12.2021 - 28.02.2023 |
| Projektbudget ges. | 188.935,00 EUR |
| Anteil FHV | 151.148,00 EUR |
