11/15/2024

Emissionsfreie Verbrennung

„Die katalytische Verbrennung fängt schon bei Umgebungstemperatur an und ermöglicht dem Anwender, eine Wunschtemperatur zu wählen. So entstehen keine NOX-Emissionen“, sagt Simon Hahn. Das ist ein Vorteil, den die konventionelle Wärmeerzeugung mit der Wasserstoffflamme nicht hat. Foto: Forschungszentrum Jülich/Nörig

Was kann Wasserstoff? Wenn der Jülicher Chemie-Ingenieur Simon Hahn auf diese Frage antwortet, dann spricht er nicht nur über das Potenzial als Energiespeicher. Seine Idee zur Unternehmensgründung basiert auf der Eigenschaft, dass Wasserstoff mithilfe der sogenannten katalytischen Verbrennung eine Wunschtemperatur von bis zu 500 Grad herstellen kann, ohne Emissionen zu verursachen.

DeVer heißt die Anlage, die Simon Hahn entwickelt hat. DeVer steht für Dehydrierung und Verbrennung. Dehydrierung bezeichnet das Freisetzen von Wasserstoffatomen aus einem größeren Molekül. „Genauer gesagt steht DeVer für Dehydrierung gekoppelt mit einer katalytischen Verbrennung“, erklärt Simon Hahn, der noch am Institut für nachhaltige Wasserstoffwirtschaft (INW) des Forschungszentrums Jülich forscht, aber bald in der Nachbarschaft im Startup-Village Jülich sein Unternehmen gründet.

Simon Hahn macht sich mit seiner Idee der katalytischen Wasserstoffverbrennung selbstständig. Foto: Forschungszentrum Jülich/Jansen

Die Geschäftsidee ist, Wasserstoff katalytisch zu verbrennen und so gezielt Wärme für verschiedene Anwendungen zu erzeugen. „Die katalytische Verbrennung ist sicher, effizient und komplett emissionsfrei. Also nicht nur frei von Kohlenstoffdioxid. Es entstehen auch keine Stickoxide wie bei der Wasserstoffverbrennung in der Flamme“, erklärt der angehende Gründer. Eine mögliche Anwendung ist die sogenannte LOHC-Pfandflasche. LOHC sind Trägerflüssigkeiten, die Wasserstoffatome in ihren Molekülen einlagern können. Hier ist zur Dehydrierung ein Temperaturniveau von knapp 300 Grad notwendig. Dafür kann DeVer sorgen. „Der große Vorteil ist, dass die Freisetzung und die katalytische Verbrennung in einem Reaktor stattfinden können. Das spart Platz und ist effizienter.“

Reaktion an einem Katalysator

„Die katalytische Verbrennung fängt schon bei Umgebungstemperatur an und ermöglicht dem Anwender, eine Wunschtemperatur zu wählen“, sagt der Chemie-Ingenieur. Das ist ein Vorteil, den die konventionelle Wärmeerzeugung mit Wasserstoff nicht hat. Konventionell bedeutet, dass der Wasserstoff wie Erdgas oder Öl mithilfe einer Flamme verbrannt wird. Die katalytische Verbrennung geschieht ohne Flamme. Wasserstoff und Sauerstoff reagieren zusammen an einem Katalysator. So entsteht Wasserdampf. Und Wärme. Und diese Wärme kann genutzt werden, beispielsweise für viele Anwendungen in der Industrie. „Ob es Lebensmittel sind, Kleidung, Papier, Stahl, Kunststoff… Fast alles, was wir tagtäglich benutzen, wurde einmal erhitzt, um es haltbar, essbar oder formbar zu machen oder um es zu trocknen“, umreißt Simon Hahn potenzielle Einsatzgebiete. „Die hohen Temperaturen, die bei den industriellen Prozessen benötigt werden, können mit Wärmepumpen nicht erreicht werden. Und so kommt der Wasserstoff ins Spiel.“

Dem Laboraufbau folgt nun die Demoversion. Die Demo-DeVer hat das Zentralinstitut für Engineering, Elektronik und Analytik (ZEA-1) des Forschungszentrums zusammen mit Simon Hahn partnerschaftlich entwickelt und gebaut. Weitere folgen. Der angehende Unternehmer plant, sie in puncto Auslegung und Dimension an die Bedürfnisse der künftigen Kunden anzupassen.

Stolz auf den Aufbau der ersten Anlage im Demonstationsmaßstab: der Chemie-Ingenieur Simon Hahn (Mitte), Sebastian Thill (Teamleiter am Institut für nachhaltige Wasserstoffwirtschaft des Forschungszentrums Jülich, 2.v.r.) und das Team des Zentralinstituts für Engineering, Elektronik und Analytik (ZEA-1) des Forschungszentrums Jülich, das die Anlage aufgebaut hat. Foto: Forschungszentrum Jülich/Nörig