Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT
Stoffliche Nutzung von verdichtetem Kohlenstoffdioxid
Kohlenstoff ist ein elementarer Baustein in vielen Produkten wie z.B. synthetischen Polymeren und Basischemikalien wie Methanol und Ethanol. Bei der Herstellung kohlenstoffhaltiger Materialien werden aktuell vorwiegend endliche fossile Rohstoffe in energieintensiven Prozessen verbraucht. Der Abbau dieser Rohstoffe wie Erdöl ist dabei häufig mit negativen Folgen für die Umwelt verbunden. Zusätzlich tragen die energieintensiven Prozesse erheblich zu erhöhten Treibhausgasemissionen bei. Fraunhofer UMSICHT entwickelt daher Verfahren zur Konversion von Kohlenstoffdioxid (CO2) als potenzielle weitere Kohlenstoffquelle in hochwertige Produkte. Unser Fokus bei der Prozessentwicklung liegt auf dem Einsatz von verdichtetem CO2 mit dem Ziel, Kohlenstoffkreisläufe zu schließen und den Einsatz fossiler Rohstoffe zu minimieren.
Elektrochemische Hochdrucksynthese mit hohem Energieeinsparpotenzial
Die elektrochemische Hochdrucksynthese umfasst die Erprobung eines einstufigen Prozesses, bei dem mittels erneuerbarer Energien CO2 und Wasser Säuren und Basischemikalien hergestellt werden. Im Vergleich zu aktuell etablierten zweistufigen Prozessen, die die stoffliche Nutzung von CO2 in der Kombination mit regenerativ hergestelltem Wasserstoff zu Alkoholen ermöglichen, beinhaltet der einstufige Prozess ein enormes Energieeinsparpotenzial. Weiterhin entwickeln wir ein Verfahren, um Kohlenstoff aus verdichtetem CO2 auf Oberflächen abzuscheiden.
Zementfreie Baumaterialien und Calciumcarbonat
Ein weiterer Ansatz adressiert die Mineralisierung von Stahlwerksschlacken (SWS). Fraunhofer UMSICHT arbeitet an der Herstellung zementfreier Baumaterialien mittels verdichteten Kohlenstoffdioxid. Das Treibhausgas wird dauerhaft in den Baumaterialien gebunden und gelangt nicht in die Atmosphäre. Die treibhausgasintensive Verwendung fossilen Calciumcarbonats zur Herstellung von Baumaterialien wird vermieden, und die SWS werden in hochwertige Produkte überführt.
Weiterhin entwickeln wir Verfahren zur Fällung von Calciumcarbonat aus SWS und CO2 als Prozessgas als Grundstoff für die Industrie.
CO2-basierte Polymere
Synthetische Polymere wie z.B. Polyurethan (PU) werden aktuell aus endlichen fossilen Quellen hergestellt. Die Synthese von Monomeren aus CO2 ermöglicht die Substitution von herkömmlicher fossiler Rohstoffquellen. Als Beitrag zum Carbon Dioxide Management und damit zum Green Deal der Europäischen Union resultiert daraus eine innovative Möglichkeit, CO2 als Rohstoff für nachhaltige Materialien zu nutzen.
Einzigartig: Scale-up vom Labor bis in den technischen Maßstab
Einzigartig ist die technische Ausstattung, die wir Ihnen im Themenfeld Kohlendioxid als Prozessmedium bieten. Sie reicht von der Kleinanlage mit 63 ml Volumen bis hin zur SPS-gesteuerten Anlage im technischen Maßstab mit einem Volumen von 1700 l. Ein Scale-up der entwickelten Verfahren gehört zu unserem Leistungsspektrum und ist am Standort möglich.
Ihr Weg zur Zusammenarbeit mit uns
Die Zusammenarbeit erfolgt im wissenschaftlichen Bereich auf Grundlage öffentlich geförderter Forschungsvorhaben als auch im Rahmen industrieller Forschung im direkten Auftrag für Sie. Hierzu beraten wir Sie gerne.