Keramik-3D-Druck für die Energiespeicherung

Als Feuerbringer und Lehrmeister gilt Prometheus als Urheber der menschlichen Zivilisation. Zwar geht es bei dem deutsch-griechischen F&E-Projektes PROMETHEUS nicht darum, Feuer zu erzeugen. Dieser PROMETHEUS soll die menschliche Zivilisation mit erneuerbarer und nachhaltiger Energie versorgen.

Der angestrebte Wechsel zu mehr erneuerbaren Energien stellt uns vor das Problem der Versorgungssicherheit. Die Sonne scheint nicht immer. Der Wind ist nicht immer gleich stark. Energie kann nicht stetig in gleichem Umfang produziert werden. Daher spielen neuen Konzepten zur Energiespeicherung eine Schlüsselrolle.

Energiespeicherung ist ein integraler Bestandteil der Energiewende, wobei power-to-gas und power-to-liquid Konzepte von besonderer Bedeutung sind. Überschüssige Energie kann in gasförmiger oder flüssiger Form gespeichert werden. Mittels Elektrolyse von CO2 und H2O kann erneuerbare in Energie in Kraftstoff umgewandelt werden, mit dem z.B. Auto betankt werden können.

Mit dieser Umwandlung von erneuerbarer Energie mittels Elektrolyse befassen sich die WZR ceramic solutions GmbH und das Forschungszentrum Jülich als deutsche Partner im Rahmen des deutsch-griechischen F&E-Projektes PROMETHEUS, das vom 01. 03. 2018 – 28.02.2021 vom BMBF gefördert wird.

PROMETHEUS ist ein Beitrag zur Versorgungssicherheit

Man nehme das schädliche Treibhausgas Kohlendioxid und verwandle es mithilfe regenerativ erzeugten Stroms in eine universelle Basis für die Herstellung von Kraftstoffen und die chemische Industrie. Das ist – kurz gesagt – das Ziel einer Gruppe von Verfahren, die auch als Co-Elektrolyse bezeichnet wird. Im Rahmen des Projektes werden effiziente elektrochemische Membranreaktoren für die H2O/CO2 Co-Elektrolyse entwickelt, die vom mittleren bis zum hohen Temperaturbereich betrieben werden. Dabei soll überschüssige erneuerbare Energie mittels kathodischer Elektrohydrierung von CO2 zu Methanol (CH3OH), Methan (CH4), Synthesegas (CO+H2) und anderer möglicher Kohlenwasserstoffe sowie Alkohole umgewandelt werden.

Ein übergeordnetes Ziel des PROMETHEUS Projekts ist es, ein nachhaltiges System mit hoher Effizienz zu entwickeln, das industriell umsetzbar ist und in einem Schritt Energie mittels CO2/H2O Co-Elektrolyse in chemische/stoffliche Energiespeicher umwandelt. Diese ist mit der Photosynthese von Pflanzen vergleichbar.

Im PROMETHEUS Projekt werden einerseits neue Materialien entwickelt und erprobt, die mittels Additive Fertigung für die Herstellung von Elektroden/Elektrolyten genutzt werden. Andererseits sind die Entwicklungsziele auch Maximierung der Effizienz, Anpassung des Reaktionssystems und die Minimierung der Kosten der Module, bestehend aus Elektroden/Elektrolyten, mit akzeptablen und kontrollierbarem H+/O2-Fluss. Dies soll durch die Entwicklung geeigneter Materialsysteme, kostengünstiger Herstellverfahren, Einstellung der Betriebsparameter und die Steuerung alternierender Spannungszustände erreicht werden.

Kontakt: Dr. Wolfgang Kollenberg