Teilvorhaben HTWK: Entwicklung eines Überwachungssystems für die Qualitätssicherung des Produktionsprozesses von Emaille-Katalysator Kompositen für die NTPK

Projektlaufzeit: 01/2025 – 12/2027

Das Projekt PKat4Chem nutzt die nicht-thermische Plasmakatalyse (NTPK) um mittels dielektrischer Barrierenenentladung (DBD Plasma) CO2 und CH4 bei Umgebungstemperatur umzusetzen. Somit bildet das Projekt einen wichtigen Baustein im Sinne von „Carbon Capture and Utilization“. Hierfür wird ein Teststand aufgebaut, validiert und betrieben, um das TRL-6 der NTPK zu erzielen. Die für die NTPK notwendigen Elektroden und Katalysatoren werden im Rahmen des Projektes entwickelt und mittels speziell angepasster Charakterisierungstechniken auf ihre Eignung in der NTPK untersucht. Auf Grundlage der Leistungsausmessung, sowie von Plasma- und Strömungssimulationen erfolgt eine kontinuierliche Weiterentwicklung der katalysatorhaltigen Kompositelektroden. Biogas dient als Ausgangsstoff, um in einer einstufigen Synthese Methanol zu synthetisieren. Dabei wird die Eignung von Biogas im Labor und im Feldversuch an einer Biogasanlage (BGA) erprobt. Besonderes Augenmerk wird dabei auf die Prozessstabilität gelegt, die durch kontinuierliche Charakterisierung der Elektroden überprüft wird. Anhand der Versuchsdaten wird ein Lastenheft entwickelt und mittels techno-ökonomischer Analyse die Eignung der innovativen Technologie für den Einsatz an BGAs ermittelt. Somit ermöglicht PKat4Chem eine Erhöhung des TRL der NTPK und eine schrittweise Kommerzialisierung, welche zum Erreichen des „Net-Zero“-Ziels beitragen wird.

Das Ziel des Teilvorhabens der Arbeitsgruppe EEL besteht darin, ein neuartiges Anlagenkonzept zu entwickeln und umzusetzen, das die Überwachung und Qualitätssicherung der verwendeten Plasmaelektroden sowie der eingestellten plasmarelevanten Leistungsparameter im Produktionsprozess von Emaille-Katalysator-Kompositen sicherstellt. Die zu entwickelnde Prüfanlage muss in der Lage sein, Elektroden mit unterschiedlich skalierbaren Bauformen und variabler Geometrie zuverlässig und reproduzierbar sowohl qualitativ als auch quantitativ zu vermessen. Darüber hinaus muss die Anlage die Fähigkeit besitzen, die Messergebnisse nach definierten Kriterien zu bewerten, um eine präzise Beurteilung der Elektrodenqualität sicherzustellen. Dies schließt eine flexible Anpassung an verschiedene Elektrodenkonfigurationen und eine konsistente Messgenauigkeit über alle Geometrien hinweg ein.

• Universität Leipzig
• Ruhr-Universität Bochum
• Technischen Universität und Bergakademie Freiberg
• Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein
• EDL Anlagenbau Gesellschaft mbH
• ARCANUM Energy Systems GmbH & Co. KG
• Lausitz Energie Bergbau AG
• Multi Industrieanlagen GmbH
• enaDyne GmbH

7.Energieforschungsprogramm; Bereich 3.15 Technologien für die CO2-Kreislaufwirtschaft (BMWK)