Das Engler-Bunte-Institut (EBI) amKarlsruher Institut für Technologie (KIT) erforscht amTeilinstitut Chemische Energieträger Brennstofftechnologie (ceb) die Erzeugung, Umwandlung und Aufbereitung von Brennstoffen. Dabei stehen regenerative Energieträger und synthetische Brennstoffe wie Biomasse oder grüner Wasserstoff im Fokus. Grüner Wasserstoff wird u. a. durch die Spaltung von Wasser mithilfe von erneuerbarer Wind- oder Solarenergie gewonnen. Die erneuerbare Energie wird so in Form von Gas gespeichert (Power-to-Gas-Prozess) und steht tageszeit- undwetterunabhängig zur Verfügung [3]. EineHerausforderung besteht dabei in der Handhabung vonWasserstoff. Ein am EBI entwickeltes Verfahren vereinfacht ebendiese Handhabung: Es umfasst die Umwandlung von grünemWasserstoff zu Methan in einem dreiphasigen Blasensäulenreaktor (Abb. 1) [4–6]. Das gasförmige Methan kann nach der Umwandlung ohne Restriktionen in das bestehende Gasnetz eingespeist und in großen Mengen gespeichert werden. Suspension-Blasensäulenreaktor Der Blasensäulenreaktor zur Methanisierung besteht aus einemstehendenReaktionsrohr, das mit einerWärmeträgerflüssigkeit (Flüssigphase, L) gefüllt ist. In dieser Flüssigkeit steigen die gasGrundlagenforschung für die Dreiphasen-Methanisierung als Teil der Power-to-Gas-Prozesskette Das am Engler-Bunte-Institut entwickelte Reaktorkonzept des dreiphasigen Blasensäulenreaktors zur Methanisierung wird stetig optimiert. Dazu werden neben dem Betrieb einer 100-kW-Demonstrationsanlage auch unterschiedliche Grundlagenuntersuchungen durchgeführt [1]. Aktuelle Forschungsarbeiten haben das Ziel, das Verständnis der Hydrodynamik auf lokaler Ebene zu vertiefen und somit die Vorgänge im Methanisierungsreaktor vollumfänglich beschreiben und den Reaktor präzise auslegen zu können. Im Rahmen einer am EBI durchgeführten Masterarbeit wurde für die Untersuchung der Hydrodynamik eine optische Nadelsonde als Messtechnik eingesetzt und validiert [2]. Die Ergebnisse der Arbeit sollen in diesem Fachbeitrag vorgestellt werden. Von: Janina Leiblein, Friedemann Mörs, Dr. Frank Graf & Prof. Dr. Thomas Kolb (alle: Engler-Bunte-Institut des Karlsruher Instituts für Technologie) Abb. 1: Power-to-Gas- Verfahren mit Stromgewinnung über Wind- und Solarenergie, Wasserelektrolyse und Methanisierung in einem dreiphasigen Blasensäulenreaktor Quelle: EBI 54 energie | wasser-praxis 04/2022 F O R S C H U N G & E N T W I C K L U N G
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