Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTSIn der Abteilung Umwelt- und Verfahrenstechnik werden seit 1998 erfolgreich gemischtleitende Membranen (Sauerstoffionen/Elektronen) zur Abtrennung von Sauerstoff aus Luft entwickelt. Ausgehend von der Grundlagenforschung auf diesem Gebiet ist es gelungen, funktionsfähige asymmetrische rohrförmige Membranen (dünne Schicht auf porösem Träger) der Zusammensetzung Ba0,5Sr0,5Co0,8Fe0,2O3-δ herzustellen. Damit nimmt das Fraunhofer IKTS weltweilt eine Spitzenposition ein. Mit diesen Membranen ist eine hohe Sauerstoffausbeute aufgrund der geringen Schichtdicke möglich. So konnte bereits im Rahmen eines vom BMBF geförderten Projektes (»IBIS«, FKZ 01LY1616A-C, Laufzeit 05/17 - 10/19) gemeinsam mit den Industriepartnern Tridelta Thermprozess GmbH und Porzellanfabrik Hermsdorf GmbH ein Reaktor zur internen Sauerstofferzeugung für die Anreicherung der Verbrennungsluft in Industrieöfen entwickelt und erfolgreich getestet werden. Durch eine prozessintegrierte Anbindung dieser Anlage (Nutzung von Abwärme) ist es möglich, die Membranen auf Betriebstemperatur von 850 °C aufzuheizen. Im Rahmen des von der Thüringer Aufbaubank geförderten Projektes »ROXY-B« erfolgt die Anwendung, Weiterentwicklung und Optimierung der Anlage im industriellen Brennprozess. Dabei stehen energetische und umweltrelevante Vorteile im Vordergrund der Arbeiten. Durch die mit Sauerstoff angereicherte Verbrennungsluft wird eine Einsparung von Brenngasen und der CO2-Ausstoß sowie die Entstehung von Stickoxiden (NOx) deutlich verringert.
Projektlaufzeit: 15.08.2021 bis 30.06.2023
Dieses Projekt wird gefördert von:
Ausgewählte Publikationen:
U. Pippardt, J. Böer, L. Kiesel, R. Kircheisen, R. Kriegel, I. Voigt: Co-firing Technology for the Preparation of Asymmetric Oxygen Transporting Membranes based on BSCF and Zr-doped BSCF. AIChE Journal January 2014, Vol. 60, No. 1 15 (DOI 10.1002/aic.14283)
U. Pippardt, M. Bernhardt, J. Böer, L. Kiesel, R. Kircheisen, R. Kriegel, I. Voigt, M. Weyd: Herstellung von dünnen mischleitenden Ba0,5Sr0,5Co0,8Fe0,2O3-δ-Membranen mit hoher Sauerstoffpermeation auf porösen rohrförmigen Trägern im Cofiring; Keram. Z. 68(2016), S. 1
R. Hoffmann⁎, U. Pippardt, R. Kriegel: Impact of extrusion parameters on the mechanical performance of tubular BSCF-supports for asymmetric oxygen transporting membranes; Journal of membrane science 570-571 (2019) 61-68
R. Hoffmann∗, U. Pippardt, R. Kriegel: Impact of sintering temperature on permeation and long-term development