Institut für Thermische Energietechnik und Sicherheit (ITES)

Prozesstechnik mit Flüssigmetallen

Im KArlsruhe Liquid Metal LAboratory (KALLA) werden Flüssigmetalle für chemische Prozesse bei Temperaturen bis jenseits von 1000° C eingesetzt. Aufgrund ihrer herausragenden Wärmeübertragungseigenschaften, aber auch anderer Merkmale wie bspw. eine vergleichsweise hohe Dichte, die bestimmte Trenneffekte begünstigt, eignen sich Flüssigmetalle als Wärmeträger- und Prozessfluid. Die aktuell untersuchten Einsatzmöglichkeiten von Flüssigmetallen in der Prozesstechnik am KALLA sind zum einen die CO2-freie Herstellung von Wasserstoff durch thermochemische Spaltung von Methan in flüssigem Zinn, die Verwendung von dampfförmigem Natrium als Katalysator in der wasserfreien Herstellung von Formaldehyd für synthetische Kraftstoffe und die Kombination der Methanpyrolyse mit weiteren Prozessschritten zur Herstellung von Carbon Black aus atmosphärischem CO2.

Forschungsziel

Am KALLA werden im Labor- und Pilotmaßstab Reaktionsmechanismen von Hochtemperaturprozessen mit Flüssigmetallen untersucht und Reaktorkonzepte entwickelt. Forschungsschwerpunkte sind dabei unter anderem der Wärmeübergang im Flüssigmetall, die Blasen- und Fluiddynamik in Flüssigmetall-Blasensäulenreaktoren, die Reaktionskinetik bis hin zur Analyse der Produkte – wie z.B. des in der in der Methanspaltung erhaltenen hochreinen Kohlenstoffs.

Mehr Information zu den aktuellen Projekten finden Sie unter: NECOC, DECAGAS, NAMOSYN.

 

Ausgewählte Publikationen: mehr

Geißler, T.; Plevan, M.; Abánades, A.; Heinzel, A.; Mehravaran, K.; Rathnam, R., Rubbia, C. Salmieri, D., Stoppel, L., Stückrad, S., Weisenburger, A., Wenninger, H., Wetzel, T. (2015).
Experimental investigation and thermo-chemical modeling of methane pyrolysis in a liquid metal bubble column reactor with a packed bed, Int J Hydrogen Energy 40 (41), 14134–14146.

Geißler, T., Abánades, A., Heinzel, A., Mehravaran, K., Müller, G., Rathnam, R., Rubbia, C. Salmieri, D., Stoppel, L., Stückrad, S., Weisenburger, A., Wenninger, H., Wetzel, T. (2016).
Hydrogen production via methane pyrolysis in a liquid metal bubble column reactor with a packed bed, Chem. Eng. J. 299, 192–200.

Plevan, M., Geißler, T., Abánades, A., Mehravaran, K., Rathnam, R., Rubbia, C. (2015).
Thermal cracking of methane in a liquid metal bubble column reactor: Experiments and kinetic analysis, Int J Hydrogen Energy 40 (25), 8020–8033.

 

Kontakte:

Dr.-Ing. Leonid Stoppel Dr.-Ing. Klarissa Niedermeier Prof. Dr.-Ing. Thomas Wetzel
Tel. 0721/608-26631 Tel. 0721/608-26902 Tel. 0721/608-46447
leonid.stoppel∂kit.edu klarissa.niedermeier∂kit.edu thomas.wetzel∂kit.edu