Cracken von Methan verbessert Dienstag, 05.01.2016

Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und des Institute for Advanced Sustainability Studies, IASS, Potsdam, entwickelten eine neue Technologie zur Gewinnung von Wasserstoff aus Methan ohne Kohlendioxid-Emissionen: Anstelle der direkten Verbrennung von Methan (CH4) werden dabei seine molekularen Komponenten, Wasserstoff  und Kohlenstoff, durch sogenanntes „Cracken“ aufgetrennt. Emissionen entstehen dabei nicht. Mögliche Anwendungen für den Wasserstoff umfassen Brennstoffzellen, die Erzeugung von Strom sowie wasserstoffgetriebene Fahrzeuge. Abgesehen davon ist Wasserstoff ein wichtiger industrieller Rohstoff. Neben dem Hauptprodukt des Methan-Crackens, dem Wasserstoff, entsteht als Nebenprodukt fester sehr reiner, pulverförmiger Kohlenstoff mit vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten.  

Das Cracken von Methan ist keine neue Idee.  Allerdings kam es bei bisherigen Verfahren immer wieder zu Verstopfungen der Anlagen, die Umwandlungsrate blieb entsprechend gering. Ausgangspunkt für das neue Verfahren ist ein Reaktor, der aus der Flüssigmetalltechnologie bekannt ist. Bei diesem werden kleine Methanbläschen von unten in eine mit geschmolzenem Zinn gefüllte Säule gegeben. Während ihres Aufsteigens im flüssigen Metall findet die Cracking-Reaktion statt. Der Kohlenstoff wird an der Bläschenoberfläche abgeschieden und beim Zerfallen der Bläschen am oberen Ende des Reaktors als Pulver abgesetzt. Das Ergebnis der Versuchsreihen war eine 1,2 Meter hohe Vorrichtung aus Quarz und Edelstahl, in der sowohl reines Zinn als auch eine Mischung aus Zinn und Quarzfüllkörpern zum Einsatz kommen kann.

Ein Versuchsreaktor lief ohne Unterbrechung über einen Zeitraum von zwei Wochen. Er erzeugte Wasserstoff mit einer Umwandlungsrate von bis zu 78 Prozent bei Temperaturen von 1200 Grad Celsius. Der innovative Reaktor ist korrosionsbeständig, Verstopfungen treten nicht auf, da das entstehende mikrogranulare Kohlenstoffpulver leicht abgetrennt werden kann.

Bild: © KIT  - Beim Methan-Cracken entsteht als Nebenprodukt fester schwarzer elementarer Kohlenstoff.


06.01.2016
KK