Synthetischer Sprit aus zwei miteinander kombinierten Reaktoren: Eine modulare Power-to-Liquid-Anlage am Karlsruher Institut für Technologie erzeugt bis zu 200 Liter pro Tag.

 

Es sieht noch nach Experimentierfeld aus. Doch was da in einem Container auf dem Campus des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) steckt, soll schon bald Schule machen. „Anlagen dieser Bauweise werden weltweit dazu beitragen, den Transportsektor und die chemische Industrie mit E-Fuels sowie E-Chemicals nachhaltiger zu gestalten“, sagt Professor Roland Dittmeyer vom Institut für Mikroverfahrenstechnik.

Die Power-to-Liquid-Anlage, an der die Forscher gemeinsam mit Kollegen des Spin-off Ineratec experimentieren, verbindet zwei Produktionsprozesse: Sie erzeugt ein synthetisches Kraftstoffgemisch und das für dessen Herstellung erforderliche Synthesegas. Das Gas, ein Gemisch aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff, entsteht in einem sogenannten RWGS-Reaktor – das Kürzel steht für „rückwärtige Wassergas-Shift-Reaktion“. Den Kraftstoff synthetisiert die Anlage in einem zweiten Reaktor nach dem Fischer-Tropsch-Verfahren.

125 Kilowatt Anschlussleistung

Diese beiden Reaktorstufen betreibe man „zum ersten Mal gekoppelt, mit einem verbesserten Design und in einem für die Technologieentwicklung relevantem Maßstab“, sagt Dittmeyer. „Wir können bis zu 200 Liter Kraftstoff pro Tag erzeugen.“ Dieses „Syncrude“ könne zu Kerosin, Diesel und Benzin weiterverarbeitet werden.

Neu gestaltet haben die Forscher die „mikrostrukturierten“ Platten, aus denen sich der Synthesegas-Reaktor zusammensetzt. Damit ließen sich Reaktionen noch präziser steuern und die Reaktorleistung steigern. Bis zu drei Kilogramm Wasserstoff aus Elektrolyseuren könnten pro Stunde verarbeitet werden, sagt Ineratec-Geschäftsführer Tim Boelken. “Das entspricht einer Anschlussleistung von 125 Kilowatt.“

Die Forscher sehen den letzten Ausbauschritt auf dem Weg zum industriellen Einsatz getan. Das Spin-off, das mit dem KIT das „Energy Lab 2.0“ ins Leben gerufen hat, will die Anlage künftig in Serie fertigen.

Bis zu 300 Liter pro Tag

Die Ausgründung des KIT wird von der Europäischen Union mit 2,5 Mio. Euro gefördert. Bereits vor zwei Jahren tüftelten die Wissenschaftler eine Anlage zur Produktion von „Sprit aus Luft und grünem Strom“ aus. Sie spuckte ungefähr zehn Liter am Tag aus. Die Prozessekette – von der CO2-Abscheidung über die Hochtemperaturelektrolyse zur Synthesegaserzeugung und Fischer-Tropsch-Synthese bis zur Kraftstofftaufbereitung – wollen sie nun auf 250 Kilowatt hochskalieren. Ab nächstem Jahr wollen sie auf ihrem Experimentierfeld täglich bis zu 300 Liter Kraftstoff aus dem CO2 der Luft erzeugen.