Nanoporöse Membrane sollen die Gastrocknung effzienter und emissionsärmer machen. Das Fraunhofer IKTS hat die Methode entwickelt und getestet.

 

Eine neue Technologie des Fraunhofer-Instituts für Keramische Technologien und Systeme IKTS ermöglicht die Trocknung von Erdgas, Biomethan und Wasserstoff mit bis zu 90 Prozent weniger Energie als herkömmliche Verfahren. Die neu entwickelten nanoporösen Membranen ersetzen dabei den bislang genutzten chemischen Trocknungsprozess mit Triethylenglycol (TEG), wie das Institut mitteilt.

Beim bisher üblichen Verfahren wird TEG zur Wasseraufnahme verwendet. Vor der erneuten Verwendung der Chemikalie muss das Wasser durch Destillation bei etwa 200 Grad Celsius wieder entfernt werden. Dabei entstehen Rückstände, die verbrannt werden müssen. Dieser energieintensive Prozess verursacht zusätzliche CO2-Emissionen.

Die Fraunhofer-Forschenden am Standort Hermsdorf (Thüringen) setzen stattdessen auf eine keramische Membran, die selektiv Wassermoleküle aus dem Gasstrom entfernt. Die Membran besteht aus einer mikrometerdünnen Schicht mit Poren von 0,4 Nanometern, die auf einen Keramikträger aufgebracht ist. Wassermoleküle mit einem Durchmesser von 0,28 Nanometern können diese Poren passieren, größere Gasmoleküle jedoch nicht.
 

Für verschiedene Gasarten wurden zwei Membrantypen entwickelt: eine Kohlenstoffmembran für Biomethan sowie eine Zeolithmembran für Erdgas und Wasserstoff. Die Herstellung der Membranen erfolgt durch Gießen einer Lösung in keramische Rohre, gefolgt von kontrollierten thermischen Prozessen zur Ausbildung der porösen Schichten.

Die Technologie wurde in Pilotanlagen erfolgreich getestet und befindet sich derzeit in der Skalierung für den industriellen Einsatz. Laut Dr. Hannes Richter, Leiter der Abteilung Nanoporöse Membranen, kann durch den Verzicht auf TEG und die energiearme Funktionsweise der Membranen vollständig auf CO2-emittierende Prozesse verzichtet werden.

Unterstützt wurde die Forschung durch die Deutsche Bundesstiftung Umwelt im Projekt „Hybiodirect“. Weitere Praxistests erfolgten im Rahmen des vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt geförderten Vorhabens H2well-compact, das eine dezentrale Wasserstoffwirtschaft in der Region Main-Elbe verfolgt.