Treibhausgasreduktion TU Hamburg liefert Methoden zur Treibhausgasreduktion

Redakteur: Dr. Jörg Kempf

An der TU Hamburg entwickelt ein Forscherteam um die Professoren Michael Schlüter und Andreas Liese Messmethoden und Rechenmodelle zur Minimierung des Kohlendioxid-Gehalts in der chemischen Produktion im Rahmen eines vom Bundesforschungsministerium mit 5,4 Millionen Euro für drei Jahre geförderten Forschungsverbundes.

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Der Blasensäulenreaktor im Technikum der TUHH steht im Mittelpunkt eines Forschungsprojekts der Professoren Michael Schlüter (links oben) und Andreas Liese (rechts), an dem auch die Nachwuchswissenschaftler Melanie Bothe, Daniel Sellin und Steffen Richter beteiligt sind. (Foto: TUHH/Fabrizius)
Der Blasensäulenreaktor im Technikum der TUHH steht im Mittelpunkt eines Forschungsprojekts der Professoren Michael Schlüter (links oben) und Andreas Liese (rechts), an dem auch die Nachwuchswissenschaftler Melanie Bothe, Daniel Sellin und Steffen Richter beteiligt sind. (Foto: TUHH/Fabrizius)

Forschungspartner in dem Verbundvorhaben „Erhöhung der Energieeffizienz und Reduzierung von Treibhausgas-Emissionen durch Multiskalen-Modellierung von Mehrphasenreaktoren – MultiPhase“ sind das Helmholtz-Zentrum Dresden Rossendorf, die Ruhr-Universität Bochum, das Karlsruher Institut für Technologie und das Center of Smart Interfaces (CSI) der TU Darmstadt.

Seitens der Industrie sind unter Koordination eines führenden Unternehmens der Chemieindustrie vier Unternehmen an diesem Konsortium beteiligt: die Bruker Optik GmbH sowie die Eurotechnica GmbH, die Intelligent Laser Applications GmbH und die PreSens - Precision Sensing GmbH.

Wichtigstes Instrument der Hamburger Ingenieurwissenschaftler sind so genannte Blasensäulenreaktoren. In der Industrie sind diese Apparate bis zu 20 Meter hoch, und statt Sauerstoff und Wasser – wie im TUHH-Labor – sprudeln darin chemische Substanzen in entsprechend großen Mengen unter hohen Drücken und Temperaturen.

Diese Blasensäulenreaktoren – die kleinste und simpelste Form ist der in Haushalten verbreitete Trinkwassersprudler – dienen der Herstellung großer Tonnagen chemischer Zwischen- und Endprodukte, zum Beispiel in Hydroformylierungsreaktionen, bei Oxidationen und Hydrierungen.

Stets geht es dabei um den Prozess der Verbindung gasförmiger mit flüssigen Stoffen. Ziel der TUHH-Forscher ist die Optimierung chemischer Prozesse in Blasensäulenreaktoren durch die Entwicklung verlässlicher skalenübergreifender Rechenmodelle, Messtechniken und Messapparate.

„Außer unseren grundlagenorientierten Kompetenzen nutzen wir auch die Expertise unserer Partner auf diesem Gebiet sowie das Know-how der Unternehmen in den Bereichen der Mess- und Apparatetechnik“, sagt Schlüter, Leiter des Instituts für Mehrphasenströmungen. So werde bei einem führenden Unternehmen der Feinchemie die Übertragung von entwickelten Labordaten, Messtechniken und Modellen auf industrielle Maßstäbe und Stoffsysteme zur Produktion von Bulkchemikalien erfolgen und anhand einer Beispielreaktion im industriellen Größenmaßstab validiert werden.

Die breite Nutzung der entwickelten Simulationswerkzeuge ist garantiert: eine öffentliche Web-Datenbank für Messdaten und Modelle ermöglicht die Umsetzung der Ergebnisse und deren Übertragbarkeit auf weitere chemische Prozesse.

Die durch Einsatz der Blasensäulenreaktoren erzeugten Produkte stehen am Anfang der Wertschöpfungskette. Es sind Grundstoffe, die in den unterschiedlichsten Branchen – vom Automobil-, Flugzeug- und Maschinenbau über erneuerbare Energien bis hin zu Kosmetika und Zusatzstoffen für Lebensmittel – weiter verarbeitet werden. Ein kleiner Teil der Grundstoffe geht direkt in Endprodukte. Dazu zählen zum Beispiel Polyester, Farben, Lacke, Weichmacher, Benzinzusätze, Lösungsmittel.

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