Thermoregulierte Amin-Fasern für CO2 Adsorption
Die Realisierung von energie- und kosteneffizienten Verfahren zur Abtrennung von CO2 durch Adsorption, ist eine zentrale Herausforderung für die Gesellschaft. Aktuell werden vorrangig aufwändige Nassabscheider für die CO2 Adsorption eingesetzt. Dabei liegen besonders die aminfunktionalisierten Festbettadsorbentien im Fokus. Diese werden mittels aufwendiger Mehrschrittverfahren hergestellt und konfektioniert. Im geplanten Forschungsvorhaben sollen in einem einstufigen Spinnprozess Amin-Fasern, bestehend aus einem großen Anteil an Polyethylenimin (PEI) und integriertem Phasenwechselmaterial (PCM) in einem Einschrittverfahren produziert werden. Mit den Amin-Fasern werden anschließend CO2 Adsorber Module gebaut, mit denen die CO2 Abtrennung aus Gasen durchgeführt wird. Die Amin-Fasern weisen im Vergleich zu herkömmlichen Adsorbentien, aufgrund des hohen PEI Anteils, eine höhere Amingruppendichte auf. Somit wird erwartet, dass die Amin-Fasern eine größere CO2 Aufnahmekapazität aufweisen und somit der Wirkungsgrad der CO2 Abtrennung erhöht werden kann. Die PCM sorgen für die Rückgewinnung der bei der CO2 Adsorption entstandenen Wärme. Diese wird bei der CO2 Desorption von den PCMs für eine energieeffiziente Prozessführung freigegeben. Besonders der unmittelbare, lokale Kontakt zwischen dem PEI und den PCMs ermöglicht eine verlustfreie Wärmeübertragung. Die PCMs ermöglichen eine Energieersparnis bei der CO2 Adsorption sowie CO2 Desorption wodurch ein branchenübergreifendes Interesse besteht. Die KMUs aus dem bereich PCM- und Polyelektrolyt-Herstellung profitieren als Zulieferer für die Amin-Faserproduktion. Ein neu gegründetes KMU soll die industrielle Amin-Faserproduktion übernehmen. Die entwickelten Demonstratormodule bieten für KMUs aus dem Bereich Anlagenbau/Endanwendung die Möglichkeit diese in bestehende Anlagentypen einzusetzen und so weitere Kunden zu gewinn.