Institut für Katalyseforschung und -technologie (IKFT)

Hydrothermale Vergasung von Biomasse

Kernkompetenz der Arbeitsgruppe ist seit 2016 neben der hydrothermalen Vergasung auch die  Fermentation von Synthesegas unter hohem Druck.

Hydrothermale Vergasung

Bei hydrothermalen Konversionsprozessen kann Biomasse ohne vorherige Trocknung thermochemisch umgewandelt werden, wobei Wasser bei hohen Temperaturen und hohem Druck als Reaktionsmedium eingesetzt wird. Der Prozess kann einstufig und eignet sich für dezentrale Anwendungen. Da ein Großteil der verfügbaren Biomasse, besonders Reststoffe und Produktionsabfälle, einen hohen Wasseranteil aufweist, ist die Entwicklung effizienter Verfahren zur energetischen Nutzung feuchter Biomasse von besonderem Interesse und seit Jahren fester Bestandteil der Forschung am IKFT.

Pilotanlage Verena

Bei der Supercritical Water Gasification (SCWG) werden die speziellen Eigenschaften von überkritischem Wasser (T > 374 °C, p > 221 bar) genutzt, um aus Biomasse ein energiereiches Gasgemisch zu erzeugen. Hauptbestandteile des SCWG-Produktgases sind H2, CH4 und CO2, die Anteile variieren in Abhängigkeit der Reaktionsbedingungen. 
Die Vergasung unter den Bedingungen des überkritischen Wassers ist ein vielversprechendes Verfahren zur Umsetzung von (Rest-)Biomasse mit hohem Wassergehalt und wurde am IKFT bereits im Pilotmaßstab realisiert (Bau der Anlage „VERENA“ Anfang der 2000er). Die Hauptarbeiten im Bereich Prozessentwicklung finden parallel im Labormaßstab statt. Verschiedene Einsatzmaterialien wie z.B. Klärschlamm, Biertreber, Grünschnitt oder Maissilage wurden dabei bereits im Rahmen von nationalen und internationalen Projektkooperation untersucht. Wesentliche Herausforderungen des Prozesses sind thermische Effizienz und Wirtschaftlichkeit, Materialbeständigkeit bei extremen Reaktionsbedingungen sowie Blockierungen in der Anlage durch Salze oder Koks. Insbesondere die effiziente Abtrennung von Salzen wird am IKFT erforscht und weiterentwickelt. Aktuelle Arbeiten dazu finden im Rahmen des im November 2020 gestarteten EU-Projekts „CERESiS“ statt.

Bachelor- und Masterarbeiten im Bereich der hydrothermalen Vergasung sind nach Absprache möglich. Kontakt bei Interesse: ina.stoll∂kit.edu oder nikolaos.boukis∂kit.edu .