Entwicklung und Charakterisierung eines metallischen Substrats für ...

Einleitung
und Polymermembranen betrieben. Ein solcher Prüfstand wurde erstmalig aufgebaut.
In mehreren Iterationen mit immer längeren Auslagerungszeiten wurde der Prüfstand
weiter optimiert und automatisiert, so dass Langzeitmessungen mit kontinuierlicher Datenaufnahme
möglich sind. Hintergrund der Untersuchungen ist die Tatsache, dass über
die Beständigkeit von Substratmaterialien und Membranmaterialien unter Anwendungsbedingungen
bisher sehr wenig bekannt ist. Bis jetzt wurde nur eine Polymermembran
zur Dehydrierung von Rauchgas unter realen Anwendungsbedingungen untersucht [14].
Andere Untersuchungen verwenden Laborbedingungen und beschränken sich auf den Einfluss
einzelner Komponenten, wie z. B. Wasserdampf oder SO2 [15]. Für den zukünftigen
Einsatz von Gastrennmembranen ist der Nachweis der Stabilität der Membranen unter
Anwendungsbedingungen unerlässlich. Darüber hinaus ist die zeitliche Entwicklung der
Permeabilität und der Selektivität einer Membran im Kontakt mit dem Rauchgas essentiell.
Nur wenn eine Membran dauerhaft unter Anwendungsbedingungen gute Trenneigenschaften
aufweist, ist sie für den Praxisgebrauch geeignet. In dieser Arbeit werden daher
Gastrennmembranen zur CO2-Abscheidung erstmals unter realen Rauchgasbedingungen
ausgelagert. Dabei werden die chemische Stabilität des Substratsmaterials und des Membranwerkstoffs,
die Änderung des Massenflusses durch die Membranen untersucht, sowie
Gasanalysen des Permeats von Gastrennmembranen durchgeführt.
Diese Arbeit ist Teil des Projektes METPORE (Nanostrukturierte metallgetragene Keramikmembranen
für die Gastrennung in fossilen Kraftwerken), welches in Kooperation
mit der Universität Queensland (UQ) in Australien durchgeführt wurde. Die in Kap. 4.2
beschriebenen Sol-Gel-Beschichtungen wurden dort durchgeführt. Gefördert wurde das
Projekt im Rahmen des Forschungs- und Entwicklungsprogramms COORETEC (CO2-
Reduktions-Technologien) durch das BMWi (Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie)
und Industrieunternehmen (u. a. E.ON, EnBW, RWE).
Für weiterführende Forschung und Entwicklung im Rahmen des Anschlussprojektes MET-
PORE II wurden in dieser Arbeit die nötigen Grundlagen geschaffen, so dass der Betrieb
eines Membranmodulprüfstands als nächster Schritt in Angriff genommen werden kann.
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