Nachhaltiges Kerosin: Produktion im industriellen Maßstab beschleunigen

 Das Bundesministerium für Bildung- und Forschung (BMBF) fördert das internationale Forschungsprojekt CARE-O-SENE (Catalyst Research for Sustainable Kerosene) mit 30 Millionen Euro.

Es soll die Herstellung nachhaltigen Kerosins im industriellen Maßstab verbessern. Hierfür entwickeln die Verbundpartner, darunter das Karlsruher Institut für Technologie (KIT), maßgeschneiderte Katalysatoren, um die in der Kraftstoffproduktion etablierte Fischer-Tropsch-Synthese (FTS) für die Nutzung erneuerbarer Energieträger weiterzuentwickeln. Im Fokus des anwendungsorientierten Projekts steht die Entwicklung von ressourcenschonenden Katalysatoren für die Fischer-Tropsch-Synthese. Bei diesem Verfahren werden Wasserstoff und Kohlenmonoxid unter hohem Druck und hohen Temperaturen zu Kohlenwasserstoffen und Wasser umgesetzt. Die noch leicht weiter modifizierten Kohlenwasserstoffe sind die Grundlage des Kerosins. Durch die Verwendung grünen Wasserstoffs und Kohlendioxids aus biogenen Quellen oder durch Separation aus der Luft (Direct Air Capture) erhält man auf diese Weise nachhaltiges Kerosin.  Sieben Partner aus Südafrika und Deutschland beteiligen sich an dem Projekt. Die Koordination liegt bei dem integrierten Chemie- und Energieunternehmen Sasol und dem Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie. Als dritter großer Partner ist das KIT mit dem Institut für Katalyseforschung und -technologie und dem Institut für Industriebetriebslehre und Industrielle Produktion beteiligt. Weitere Partner sind die Ineratec GmbH, eine Ausgründung aus dem KIT, die Universität Kapstadt, zu der vom KIT seit Jahren intensive Beziehungen existieren, und das Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme (IKTS).

Die  Messungen der CATACT-Messlinie an der KIT Light Source geben nicht nur Aufschluss über störende Strukturveränderungen, die während der chemischen Reaktion entstehen können und die Ausbeute des Zielprodukts erniedrigen. Die Präparationsmethoden wie Imprägnierung, pH-kontrollierte Fällung, Co-Fällung und Flammspraypyrolyse (FSP), hydro- und solvo-thermale Synthesen werden eingesetzt um Optimierung von Reaktionsparametern zu ermöglichen und die Identifizierung von Struktur-Wirkungs-Korrelationen zu gewinnen (Abteilung Neuartige Heterogen-Katalysatoren am IKFT. Die hierbei entstehenden Daten fließen auch in theoretische Modelle und Nachhaltigkeitsberechnungen ein (Abteilung Theoretische Katalyse am IKFT. Auf dieser Basis können die IKFT-Forschenden Vorhersagen treffen, wie der Katalysator sich verändert und welche Anpassungen notwendig sind, um auf dieser Basis den industriellen Prozess stabil, ökologisch nachhaltig und wirtschaftlich zu gestalten.

Projekt CARE-O-SENE Pressemitteilung.

Weitere Highlights

• CATACT operation since 2017
• Long time operando studies on FT catalysts
• Combined XAS/ XRD studies