In Kürze
P2M2X entwickelt einen innovativen Plasma‑Membranreaktor zur direkten Spaltung von CO₂ in Kohlenmonoxid und Sauerstoff. Durch die Integration von Plasma‑ und Trennprozess in einem elektrifizierten System entsteht eine skalierbare Technologie zur Nutzung von CO₂ als Rohstoff und zur Bereitstellung klimaneutraler Kohlenstoffbausteine für industrielle Wertschöpfungsketten.
Woran wir arbeiten
Motivation
Die Elektrifizierung der chemischen Industrie ist ein wichtiger Baustein auf dem Weg zu einer klimaneutralen Wirtschaft. Dabei können neben der Elektrochemie auch andere Technologien, wie der Einsatz von Plasmen, einen wichtigen Beitrag leisten. P2M2X setzt hier bei der Synthesegaserzeugung an und ermöglicht eine nicht-fossile Drop-in-Lösung mit dem Potenzial, bestehende Assets und Downstream-Wertschöpfungsketten klimaneutral betreiben zu können.
Innovationsansatz
In diesem Vorhaben wird ein neuartiger Reaktor entwickelt, welcher Plasmaquelle und Membran in einer Weise kombiniert, die deutlich höhere Trennleistungen ermöglicht als bisherige Systeme. Insbesondere wird dabei ein sogenanntes „glow-to-arc discharge plasma“ (GAD) genutzt. Dabei bietet ein GAD-Plasma Freiheitsgrade, die Temperaturverteilung im Plasma zu kontrollieren. Diese Temperaturkontrolle ist der Schlüssel für eine effektive Sauerstoffabtrennung.
Umsetzung und Mehrwert
Bei dem industriell geführten Vorhaben P2M2X soll CO₂ in einem elektrifizierten Prozess in industriell nutzbares CO gespalten werden, wobei die Energie in Form eines GAD-Plasmas bereitgestellt wird. In diesen Spaltprozess wird im selben Reaktor ein Trennprozess integriert, was die Produktausbeute erhöht sowie eine kompakte, flächensparende Anlage erlaubt. Durch einen modularen Ansatz ist die zu entwickelnde innovative Technologie einfach skalierbar und an unterschiedliche CO₂-Quellen (Punktquellen oder DAC) adaptierbar.
Es gibt eine große Nachfrage insbesondere der chemischen Industrie nach alternativen Quellen für CO. Die wirtschaftliche Verwertung des P2M2X-Prozesses erfolgt durch die Cyclize GmbH. Dieser wird in Ergänzung zum bestehenden Portfolio am Markt angeboten. Die Partner Fraunhofer IGB und Universität Stuttgart, ipv-EES, stellen die wissenschaftliche Verwertung sicher. Durch die Neuheit des Ansatzes bestehen gute Chancen für umfangreiche Publikationsaktivitäten.
P2M2X in Zahlen
Partner
Erfolgreiche Forschung lebt von Zusammenarbeit. Entdecken Sie die Partner, die das Projekt aktiv begleiten und voranbringen.
Cyclize ist ein ClimateTech-Spin-off der Universität Stuttgart und entwickelt Plasma-basierte Technologien zur Defossilisierung der chemischen Industrie. Das Unternehmen wandelt gemischte Kunststoffabfälle und CO₂ in Drop-in Synthesegas um, das sich direkt in bestehende chemische Produktionsprozesse integrieren lässt und als Grundbaustein für Chemikalien, Wasserstoff oder E-Fuels genutzt werden kann.
Das Projekt P2M2X ist im Bereich Greentech Solutions angesiedelt. Dort werden Membranen für die Abtrennung und Nutzung von CO₂ oder auch H₂ entwickelt. Im Projekt werden gemischtleitende keramische Hohlfasermembranen entwickelt, mit denen Sauerstoff bei hohen Temperaturen selektiv von anderen Gasen abgetrennt werden kann.
Institut für Photovoltaik – Elektrische Energiespeichersysteme
Die Universität Stuttgart ist stark in den Ingenieurswissenschaften und hat mit dem Stuttgarter Weg eine lange Tradition der interdisziplinären Forschung. Das Projekt P2M2X ist am ipv-EES angesiedelt und durch die Stuttgart Research Interface CHEMampere an ein exzellentes Forschungsnetzwerk angebunden. Im Projekt P2M2X werden vorhandene Erfahrungen im Bereich plasmabasierte Power-to-X-Prozesse eingebracht und eine integrierte Laboranlage im WAVE-H2 Campus Vaihingen aufgebaut und forschend betrieben.
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