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Synthesegas dient als Edukt zur Herstellung unterschiedlicher Downstream-Produkte, wie DME, synthetischer Kraftstoffe oder synthetischem Erdgas. Herkömmlich wird Synthesegas aus Erdgas mit CO₂-intensiven Prozessen gewonnen. Ziel ist es deshalb, die Synthesegaserzeugung nachhaltiger und klimaneutraler zu gestalten, unter anderem durch Integration der Elektrolyse. Auf simulativer Ebene sollen verschiedene Verfahren modelliert, kombiniert und analysiert werden.

Im Rahmen des Power-to-fuel Projektes konnte bereits ein wichtiger Meilenstein erreicht werden. In einem kombinierten Prozess lässt sich mit CO₂-Filterung aus der Luft, Wasser und erneuerbarem Strom mit der Hochtemperatur-co-Elektrolyse Synthesegas nachhaltig erzeugen, das in weiteren Schritten zu synthetischem Kraftstoff umgesetzt wird. Die in Containergröße realisierte Anlage soll nun simulationsgestützt auf einen größeren Maßstab skaliert werden.

Daneben steht die Weiterentwicklung der PEM-Elektrolyse im Fokus unserer Arbeiten. Die Potentiale zur Effizienzsteigerung von Stack und Gesamtsystem sollen beurteilt und im Weiteren eine Optimierung für bestimmte Betriebsszenarien durchgeführt werden.

Am LES wird die Bereitstellung kohlenstoffhaltiger Synthesegase für die Produktion synthetischer Kraftstoffe simulativ und experimentell im Rahmen von Forschungsvorhaben untersucht.

Dazu stehen eine Reihe von Versuchsanlagen zur Vergasung von Abfällen und biogenen Festbrennstoffen zur Verfügung. Dabei wird das gesamte Spektrum von Vergasungskinetiken bis zur Demonstration der gesamten Prozesskette: Biomasse -> Synthesegas -> Konversion abgedeckt.

Website: Forschung am LES
Kontakt: Sebastian Fendt

Es sind noch viele wissenschaftliche und technologische Herausforderungen zu bewältigen um den Anteil der Windenergie am Strommix zu erhöhen, die Kosten zu senken und unerwünschte Auswirkungen abzuschwächen. Um einen Beitrag zur Erreichung dieser Ziele zu leisten, arbeitet das Windenergie-Institut an der TUM an grundlegenden wissenschaftlichen und anwendungsorientierten Problemen, oft in enger Zusammenarbeit mit der Industrie. Die spezifischen Kompetenzbereiche des Instituts umfassen alle relevanten wissenschaftlichen Disziplinen, einschließlich Aerodynamik, Strukturen, Dynamik, Materialwissenschaften und Steuerung. Ein starker Fokus liegt auf multidisziplinären und systemtechnischen Blickpunkten.

Website: Forschung am WEI
Kontakt: Prof. Dr. Carlo L. Bottasso

Im Bereich Power-to-X wird am Lehrstuhl für Technische Elektrochemie an Elektrolyselösungen für Wasserelektrolyseure mit Protonenaustauschmembran (PEM) geforscht. Mit elektrischer Energie aus erneuerbaren Quellen lässt sich mittels PEM-Wasserelektrolyse regenerativer (grüner) Wasserstoff erzeugen. Die Forschung am Lehrstuhl für Technische Elektrochemie konzentriert sich dabei auf das Design von Membranelektrodenanordnungen (MEAs) und porösen Transportschichten (PTLs), welche zentrale Komponenten in PEM-Wasserelektrolyseuren darstellen. Die Themen umfassen neben grundlegenden Aspekten (z.B Verständnis von Reaktionsmechanismen neuartiger Katalysatormaterialien) auch angewandte Forschung (z. B. Verringerung der Katalysatorbeladung in MEAs, Bewertung der MEA-Lebensdauer).

Website: Elektrolyse-Forschung am TEC
Kontakt: Matthias Kornherr