Sorptionstechnologie
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Die Forschungsgruppe Sorptionstechnologie untersucht unterschiedliche energie- und verfahrenstechnische Anwendungen mit Fokus auf der Sorptionstechnik. Bei der Sorption werden Fluide (Sorptive) an Flüssigkeiten (Absorption) oder Feststoffe (Adsorption) angelagert. Einerseits kann diese Anlagerung direkt zur Stofftrennung in verfahrenstechnischen Anlagen genutzt werden. Andererseits wird durch diese Anlagerung Wärme frei, welche in energietechnischen Anlagen genutzt werden kann. Die auftretenden Beladungsvorgänge sind z.B. durch Einbringen von Wärme wieder umkehrbar.
Zurzeit liegt der wissenschaftliche Schwerpunkt vornehmlich auf der Erforschung des Adsorptionsphänomens und der Entwicklung und Optimierung der technischen Anwendung. Die untersuchten Adsorbentien umfassen Zeolithe, SWS ("Selective Water Sorbents"), Kieselerden (Silikagel), Aktivkohlen und MOFs (Metal-Organic Frameworks). Die untersuchten Adsorptive umfassen vorrangig Wasser, Ethanol, Methanol, Kohlendioxid, Sauerstoff und Stickstoff.
Die vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten der Adsorptionstechnik umfassen unter anderem die Erschließung regenerativer Energien für Heizungs-, Trocknungs-, Kühlungs- und Klimatisierungszwecke sowie zur Gewinnung von Trinkwasser oder zur Stofftrennung. Energietechnische Adsorptionsanlagen können als Wärmepumpe, Wärmetransformator und thermischer Energiespeicher zur Bereitstellung von Wärme und Kälte genutzt werden. Verfahrenstechnische Adsorptionsanlagen können als Adsorptionskolonnen zur Entfeuchtung, Abscheidung von CO2 oder generell zur Gastrennung genutzt werden.
In den Forschungsvorhaben der Arbeitsgruppe Sorptionstechnologie werden sowohl Experimente als auch Modellierung, Simulation und Optimierung zur Entwicklung und Analyse der technischen Anwendungen durchgeführt. Besonderer Fokus liegt derzeit auf der Kältebereitstellung, Wärmetransformation auf höhere Temperaturen und direkten Abscheidung von CO2 aus der Umgebungsluft (engl.: Direct Air Capture, DAC) mittels Adsorption. Die aktuellen Projekte sind durch eine enge Zusammenarbeit mit diversen Industriepartnern geprägt.
Zu den weiteren Zielen der Forschungsarbeiten gehört es, umfassende Kenntnisse über die kalorischen und thermodynamischen Eigenschaften der Adsorbentien zu erlangen. Dies umfasst sowohl die auf dem Markt erhältlichen Adsorbentien als auch Neuentwicklungen. Für diesen Zweck werden die Adsorbentien in eigens entwickelten Prüfständen untersucht und die Ergebnisse in Stoffdatenbanken zusammengetragen sowie zur Modellvalidierung genutzt.