Electrons to Chemicals (e2chem)

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e2chem Gruppe der CVT

 

Die e2chem-Gruppe beschäftigt sich mit elektrochemischer Verfahrenstechnik und dabei im Speziellen mit der Entwicklung neuer Technologien zur Synthese von Chemikalien und Brennstoffen unter direkter Nutzung elektrischen Stroms (Elektrosynthese), bevorzugt aus regenerativen Quellen wie Wind- oder Solarenergie.

Um die schwankende Last der regenerativen Energieumwandlung zu kompensieren, bieten sich vor allem elektrochemische Verfahren an. Ein bekanntes Beispiel ist die direkte Reduktion von Kohlenstoffdioxid zu Kohlenwasserstoffen (Power2Fuels). Hierbei kann der Kohlenstoffkreislauf geschlossen werden und somit ein weiterer Anstieg der CO₂-Konzentration in der Atmosphäre vermieden werden. Weiterhin können die Produkte in einem bereits vorhandenen Netzwerk an Abnehmern genutzt werden.

Eine weitere Möglichkeit der Energiespeicherung bietet der Einsatz von sogenannten Redox-Flow Batterien. Der große Vorteil gegenüber konventionellen Akkumulatoren besteht darin, dass Speichermedium und Energiewandler (elektrochemische Zelle) voneinander entkoppelt sind und somit die Leistung unabhängig von der Kapazität ausgelegt werden kann. Einer der Forschungsschwerpunkte befasst sich mit der Erforschung neuer Membranen für die Air-Vanadium-Batterie.

Innerhalb des Exzellenz-Clusters "Tailor-Made Fuels from Biomass" (TMFB) werden Verfahren untersucht, um aus nachwachsenden Rohstoffen Kraftstoffe herzustellen. In sogenannten Bioraffinerien wird Biomasse in chemische Basisbausteine umgewandelt und daraus anschließend Kraftstoff synthetisiert. Eine besondere Herausforderung stellt dabei die Depolymerisation von Lignin und Cellulose dar. Elektrochemische Verfahren bieten hier im Vergleich zu konventionellen Umwandlungsschritten vielversprechende Lösungsansätze. Des Weiteren kann durch die langjährige Erfahrung der AVT.CVT in der Membrantechnik eine kombinierte Fraktionierung und Trennung der Produkte realisiert werden.

Die e2chem-Gruppe arbeitet außerdem an einer neuen Methode zur Entsalzung von Wasser. Die kapazitive Deionisation (CDI) ist ein potentiell sehr energieeffizienter Prozess zur Wasserentsalzung, wird aber klassischerweise diskontinuierlich betrieben. Eine neue Entwicklung im Bereich CDI ist der Einsatz von fließfähigen Elektroden, die aus Kohlenstoffsuspensionen bestehen und die stationären Elektroden ersetzen. Auf Basis dieser Technologie konnte die Arbeitsgruppe zwei kontinuierliche Verfahren entwickeln, die im Vergleich zu bestehenden Technologien sehr hohe Wasserrückgewinnungsraten erreichen.