Strom als Rohstoff
Die Markenwelt eSource® bündelt alle Kompetenzen, Produkte, Prozesse und Dienstleistungen der Fraunhofer-Gesellschaft rund um die Elektrochemie und Verfahrenstechnik.
Das neue digitale Kompetenzzentrum resultiert aus dem Fraunhofer-Leitprojekt »Strom als Rohstoff«. Unter Federführung des Fraunhofer-Instituts für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT haben sich in diesem Leitprojekt neun Fraunhofer-Institute zusammengeschlossen.
Sie entwickelten neue Verfahren, mit denen CO2-armer Strom für die Synthese wichtiger Basischemikalien genutzt werden kann.
Dafür wurden vier unterschiedliche elektrochemische Prozesse neu erarbeitet und experimentell demonstriert sowie ihre Kopplung mit dem deutschen Energiesystem analysiert.
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Dr. Hartmut Pflaum
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Ergebnisse im Überblick
Elektrochemische Prozesse
- Herstellung von Wasserstoffperoxid (H2O2)
- Konversion von Kohlenstoffdioxid (CO2) zu Ethen (C2H4)
- Konversion von Kohlenstoffdioxid (CO2) zu kurzkettigen Alkoholen und Säuren (Hochdruckelektrolyse)
- Konversion von Kohlenstoffdioxid (CO2) zu langkettigen Alkoholen (Hochtemperatur-Co-Elektrolyse und optimiertes Fischer-Tropsch-Verfahren)
Komponenten
- Optimierte Katalysatoren
- Neue Elektrodensysteme
- Neue ionenleitfähige Polymermembranen
Systembewertung
- Modellierungs- und Optimierungswerkzeuge
- Marktanalysen und Geschäftsmodelle
- Neue Methoden zur Nachhaltigkeitsbewertung
Hintergrund
Die Herstellung von Chemikalien ist meist sehr energie- und kostenintensiv. Die Folge: Die Chemiebranche verursacht derzeit mehr als ein Achtel der weltweit industriellen CO2-Emissionen. Als Vorprodukte sind chemische Materialien, Werkstoffe und Bestandteile in den verschiedenen Wirtschaftssektoren zu finden – etwa 95 Prozent aller Industrieprodukte basieren zumindest teilweise auf den Vorleistungen der Chemieindustrie. Die Liste der Chemiekunden ist vielfältig und lang, schließlich sind in nahezu allen Produkten des Alltags chemische Komponenten zu finden.
Damit leisten neue Produkte und innovative Herstellungsweisen der Chemieindustrie einen wichtigen Beitrag, um den gesellschaftlichen Herausforderungen, zum Beispiel dem Klimaschutz, lösungsorientiert zu begegnen. Damit etwa Strom oder nachwachsende Rohstoffe in den Produktionsprozess integriert werden können, bedarf es einer ganzheitlichen Vernetzung mit anderen Industriezweigen und der Energiewirtschaft. Die Sektorkopplung ist eine grundlegende Voraussetzung für eine optimierte grüne Wirtschaft.
Projektbeirat
Prof. Dr.-Ing. Reimund Neugebauer
Präsident der Fraunhofer-Gesellschaft (Vorsitz)
Prof. Dr. Maximilian Fleischer
Siemens AG
Dipl.-Ing. Helmut Katzenberger
Technischer Berater
Prof. Dr. Martin Muhler
Ruhr-Universität Bochum
Prof. Dr.-Ing. Kai Sundmacher
Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme