Dr. Olga Ravkina ist seit zwei Jahren Gruppenleiterin am Fraunhofer IKTS Standort in Hermsdorf. Gemeinsam mit ihrem Team entwickelt sie Materialien, Komponenten und Prozesse für die Gastrennung bei hohen Temperaturen und für die heterogene Katalyse. Dabei beschäftigt sie sich unter anderem mit einer der meistproduzierten Chemikalien der Welt.

Ich habe Chemie an der Leibniz Universität Hannover studiert und mich in meiner Diplomarbeit schon mit thermoelektrischen Werkstoffen beschäftigt. Damals ging es hauptsächlich darum, CO₂-stabile Materialien für die Sauerstoffabtrennung herzustellen. So bin ich zu diesem Bereich gekommen und ich finde es noch immer interessant, neue Materialien zu entwickeln und an neuen Prozessen zu arbeiten.

Das spannende an unserem Forschungsfeld ist, dass wir an sehr vielen aktuellen Themen auf dem Gebiet der Energiewirtschaft tätig sind. Wir versuchen Prozesse zu optimieren. Wir schauen hier nicht nur auf das Material, sondern gehen wirklich in die Tiefe und gestalten die Prozesse energieeffizient. Mich fasziniert, dass man die Materialien je nach Anwendung gezielt modifizieren kann. Wir verändern prozentual nur wenige Atome in der Struktur und erreichen dadurch sehr unterschiedliche Eigenschaften.

»Wir schauen hier nicht nur auf das Material, sondern gehen wirklich in die Tiefe und gestalten die Prozesse energieeffizient.«

Ammoniak ist eine der am meisten hergestellten Chemikalien auf der Welt. Sie wird als Dünger in der Agrarwirtschaft und als Grundstoff in der chemischen Industrie eingesetzt. Die übliche Herstellung ist jedoch mit der Erzeugung von klimaschädlichen Treibhausgasen verbunden. Im Projekt CAMPFIRE 04, gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung, entwickeln wir mit Forschenden am Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie (INP), Leibniz-Institut für Katalyse (LIKAT) und am Zentrum für Brennstoffzellen Technik (ZBT) eine alternative, umweltfreundlichere Syntheseroute für Ammoniak. Dabei möchten wir erneuerbare Energien einsetzen, um Ammoniak elektrochemisch über die sogenannte Festkörper-Ammoniaksynthese herzustellen, bei der eine Umsetzung von Luftstickstoff und Wasser in einem Membranreaktor erfolgt. Das Fraunhofer IKTS entwickelt im Projekt einen tubularen keramischen Träger, der porös und somit gasdurchlässig ist. Auf diesem Träger wird eine Dünnschichtmembran aufgetragen, die protonenleitend ist und gewährleistet, dass nur die Protonen (H+) aus dem Wasser die Membran durchdringen. Auf der anderen Seite befindet sich ein Katalysator. Dort findet dann die eigentliche Synthesereaktion statt. So erzeugen wir grünes Ammoniak, welches zum Beispiel als emissionsfreier Treibstoff in der Schifffahrt eingesetzt werden kann.

Wir sind ein buntes Team aus Wissenschaftler*innen und Mitarbeitenden in der Technik und im Labor, die alle ihre Erfahrung und ihre Kompetenzen einbringen, um das bestmögliche Ergebnis zu erzielen. Bei Fraunhofer hat man die Möglichkeit, nicht nur im kleinen Labormaßstab zu entwickeln, sondern auch auf die Aufskalierung zu fokussieren. Man kann wirklich testen, wie die Entwicklung im tatsächlichen Anwendungsfall funktionieren wird. Was muss man noch einmal anpassen? Wie gestaltet man den ganzen Scale-up Prozess? Ich glaube, Fraunhofer ist die einzige Einrichtung, bei der man die Möglichkeit dazu hat.

Über das Partnerbündnis »CAMPFIRE«

Das CAMPFIRE-Bündnis wurde im Rahmen des Förderprogramms “WIR!- Wandel durch Innovation in der Region” des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) gegründet. Ziel ist die Forschung und Entwicklung neuer Energieumwandlungs- und Speichertechnologien für das zukünftige Energiesystem auf der Basis von grünen Ammoniak. Zukünftig sollen Verwertungspfade für exportfähige High-Tech Technologien durch die regionalen kleinen und mittelständigen Unternehmen der Region Nord-Ost aufgebaut werden. Durch CAMPFIRE-Technologien produziert in der Region Nord-Ost wird im Ostseeraum, im europäischen Raum sowie Übersee zukünftig eine Energiewirtschaft auf der Basis von grünem Ammoniak und eine kohlenstofffreie sichere Energieversorgung möglich. Es entstehen langfristig effektive und wirtschaftliche Wege zur Verminderung des globalen Kohlendioxidgehaltes in der Erdatmosphäre.

Hier geht's zu weiteren #diensttalks. Blicken Sie hinter die Kulissen des Fraunhofer IKTS.

Weitere Informationen

• IKTS-Gruppe »Hochtemperaturmembranen und -speicher«
• Tubulare Membran-Elektroden-Einheiten für die Festkörper-Ammoniaksynthese
• BMBF-Projekt »CAMPFIRE«

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