- Sustainable Aviation Fuel from Biomass via Gasification and Fischer–Tropsch Synthesis – 11. In: Chemicals and Fuels from Biomass via Fischer–Tropsch Synthesis: A Route to Sustainability. The Royal Society of Chemistry 2023, 2023, 337 - 377 mehr…
- Performance Requirements of Membrane Reactors for the Application in Renewable Methanol Synthesis: A Techno-Economic Assessment. Advanced Sustainable Systems 2200254, 2022 mehr…
- Improving carbon efficiency for an advanced Biomass-to-Liquid process using hydrogen and oxygen from electrolysis. Renewable and Sustainable Energy Reviews 152, 2021, 111670 mehr…
- Power-to-liquid via synthesis of methanol, DME or Fischer–Tropsch-fuels: a review. Energy & Environmental Science 13 (10), 2020, 3207-3252 mehr…
- Applying Reaction Kinetics to Pseudohomogeneous Methanation Modeling in Fixed-Bed Reactors. Chemical Engineering & Technology 43 (00), 2020, 1-11 mehr…
- Current status of water electrolysis for energy storage, grid balancing and sector coupling via power-to-gas and power-to-liquids: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews 82, 2018, 2440-2454 mehr…
- Influence of Operating Parameters and System Design on Efficiency of Biomass and Biogas Based SOFC Systems. ECS Transactions 78 (1), 2017, 219-227 mehr…
- Influence of process parameters on the efficiency of syngas conversion in Solid Oxide Fuel Cells. 4th International Conference on Renewable Energy Gas Technology, 2017REGATEC 2017 mehr…
- Simulation of a reversible SOFC with Aspen Plus. International Journal of Hydrogen Energy 42 (15), 2017, 10329-10340 mehr…
- Variability of wind and solar power – An assessment of the current situation in the European Union based on the year 2014. Energy 106, 2016, 147-161 mehr…
TUM School of Engineering and Design
Lehrstuhl für Energiesysteme
Prof. Dr.-Ing. Hartmut Spliethoff
Forschung
Am LES wird die Bereitstellung kohlenstoffhaltiger Synthesegase für die Produktion synthetischer Kraftstoffe simulativ und experimentell im Rahmen von diversen 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
Der Schwerpunkt der Forschung im Bereich Konversion am LES ist zweigeteilt:
Zum einen werden Hochtemperatur-Festoxidzellensysteme entwickelt und untersucht. Forschungsschwerpunkt liegt auf dem reversiblen Betrieb (Brennstoffzelle und Elektrolyse) mit kohlenstoffhaltigen Gasen (Biogas, Synthesegas, etc.), um die Stärken des Systems für einen effizienten und systemdienlichen Einsatz im Energiesystem ausspielen zu können.
Zum anderen wird die Synthese von Methan erforscht. Dafür werden verschiedene Reaktorkonzepte für unterschiedliche Prozesskonfigurationen (CO2-PtX, Biomassevergasung mit Stromeinbindung, neuartige Biogaskonversion) untersucht und optimiert. Die Arbeiten finden sowohl simulativ als auch experimentell statt.
Website: Forschung am LES
Kontakt: Florian Kerscher, Sebastian Fendt
Energiesystemmodellierung und Einsatzplanung von unterschiedlichen Kraftwerksarten im europäischen Kontext.
Festlegung technoökonomischer Randbedingungen und Ermittlung des Potenzials von Technologien in der Energieversorgung
Identifikation des Bedarfs an Power-to-X in einem integrierten Energiesystem anhand von gekoppelten Energiesystemstudien.
Website: Forschung am LES
Kontakt: Sebastian Fendt
PtX Projekte
Transformation der chemischen Industrie im ChemDelta Bavaria hin zu einer nachhaltigen wasserstoff-basierten Kreislaufwirtschaft
Am LES liegt der Forschungsfokus auf der Entwicklung und Bewertung innovativer Prozesse zur Bereitstellung von Strom, Wärme und synthetischer Energieträger. Basierend auf dem Nachhaltigkeits- und Kreislaufprinzip sind die Ausgangsstoffe neben erneuerbaren Energien stets ungenutzte Reststoffströme oder Abwärme. Hierfür werden experimentelle und simulative Untersuchungen, sowie eine Bewertung über Systemstudien durchgeführt. Der LES koordiniert das TUM.Hydrogen and PtX Netzwerk.
Projektrahmen: Verbundvorhaben: H2 Reallabor Burghausen – ChemDelta Bavaria
Förderung: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Förderkennzeichen: 03SF0705B
Laufzeit: 01.04.2023 - 31.03.2027
Website: H2-Reallabor - Reallabor Burghausen
Kontakt: Vincent Dieterich, Sebastian Fendt
Weiterführende Informationen: TUM Kooperationsprojekt
Renewable Electricity Dispatch and Expendable
Feedstock-Integrated Net-Zero-Emission Hydrogen Economy
Im Rahmen des Zukunftlabors REDEFINE Hydrogen Economy liegt der Schwerpunkt der Forschung am LES auf der Erforschung innovativer Technologien für die Herstellung von grünem Wasserstoff. Der Lehrstuhl für Energiesysteme Koordiniert unter Leitung von Prof. Spliethoff sowohl das Gesamtprojekt, als auch die Arbeitpakete "e-Gas" und "rSOC".
Ein wichtiger Teil der Zusammenarbeit im Verbundvorhaben ist die erforschung und Weiterentwicklung der elektrisch unterstützten Vergasung zur Umwandlung fester Ausgangsstoffe wie Biomassreststoffe oder Abfallstoffe in hochkalorisches, H2-haltiges Synthesegas. Hierfür arbeitet der LES eng mit Partner des Lithuanian Energy Institute und der Luleå University of Technology zusammen. Ein weiterer Forschungsschwerpunkt ist die Untersuchung von reversiblen Hochtemperatur-Festoxidzellen, s.g. rSOC. Diese erlauben sowohl den effizienten Brennstoffzellen- als auch Elektrolysebetrieb. Zudem soll der Einsatz der co-Elektrolyse untersucht werden. Die Kopplung der rSOC unter Druck ist hierbei von besonderem Interesse.
Zudem heißt das Zukunftslabor zu grünem Wasserstoff seit 2022 diverse wechselnde GastwissenschaftlerInnen an der TU München willkommen.
Projektrahmen: Verbundvorhaben: Internationales Zukunftslabor
Förderung: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Förderkennzeichen: 01DD21005
Laufzeit: 01.12.2021 - 30.11.2024
Website: REDEFINE H2E
Kontakt: Sebastian Bastek, Sebastian Fendt
Weiterführende Informationen: TUM Kooperationsprojekt
Methoden und Ausstattung
| BabiTER | Atmosphärische Flugstromvergasung, Untersuchung der Reaktionskinetik. |
| BOOSTER | Biomasse-Flugstromvergaser |
| Drahtnetzreaktor | Ein Drahtnetzreaktor ermöglicht im kleinen Maßstab die Pyrolyse und Vergasung von Feststoffen unter vergleichbaren Bedingungen wie in industriellen Anlagen. |
| PiTER | Druck-Flugstromreaktor zur Untersuch der Vergasungskinetik und der Spurenstofffreisetzung fester Brennstoffe bei industrienahen Bedingungen. |
| SNG-Versuchsanlage | Die SNG-Versuchsanlage dient der Untersuchung der Herstellung von synthetischem Erdgas (SNG) aus Biomasse. |
| SOFC-Einzelzellteststand | Teststand für Untersuchungen an planaren Festoxid-Brennstoffzellen. |
| SOFC StaTe | Teststand für Untersuchungen an Brennstoffzellenstacks. |
- Gasanalyse
- Brennstoffanalyse
- Temperaturmessung
- Lasermesstechnik
Lehre
Wasserstoff ist derzeit in aller Munde und wird - aktueller denn je - als wesentlicher Baustein für die Energiewende diskutiert.
Dass Wasserstoff für den Betrieb von Brennstoffzellen genutzt werden kann, wissen die allermeisten. Aber was muss man noch über Wasserstoff, seine Erzeugung und Nutzung wissen?
Die Vorlesung „Wasserstoff-Technologien für ein nachhaltiges Energiesystem“ richtet sich an alle interessierten Studierenden und gibt ein vertieftes Verständnis der benötigten Technologien in einem Wasserstoff-basierten Energie- und Stoffsystem. Dabei werden zunächst aus Systemsicht die komplexen Wechselwirkungen innerhalb eines stark gekoppelten Energie- und Stoffsystems aufgezeigt. Hinsichtlich der Technologien der Wasserstoffbereitstellung stehen sowohl elektrochemische als auch thermochemische Verfahren im Fokus der Veranstaltung. Dabei wird das gesamte Spektrum an Wasserstoff-produktionstechnologien vom grauen Wasserstoff bis zum grünen Wasserstoff abgedeckt.
Wasserstoff spielt bereits heute eine wichtige Rolle in diversen Industrieanwendungen (z.B. Stahl etc.). Diese Anwendungen stehen ebenso wie die Speicherung und Distribution im Fokus dieser Veranstaltung. Wasserstoff, Power-to-X Technologien und nachhaltige Kohlenstoffquellen sind die Schlüsselfaktoren, um in einem 100% nachhaltigen Energie- und Stoffsystem den Kohlenstoffkreislauf zu schließen. Die Veranstaltung behandelt daher auch die wesentlichen Syntheserouten für Wasserstoff-basierte Energieträger und Basischemikalien. Abschließend werden aktuelle Forschungsaktivitäten im Bereich der Wasserstoffbereitstellung, -nutzung und -integration in Energiesysteme vorgestellt, um einen direkten Einblick in die aktuelle Forschungswelt zu gewähren.
| Modulkennung | ED180007 |
|---|---|
| Umfang | 2 SWS, 3 ECTS |
| Semester | Sommersemester |
| Unterrichtssprache | Deutsch |
| Vorlesungsbetreuung | Marcel Dossow |
Mehr Informationen: TUMonline
Publikationen
Kontakt
Lehrstuhl für Energiesysteme
Prof. Dr.-Ing. Hartmut Spliethoff