Eine Initiative des Förderprogramms WIR!

Das Forschungsvorhaben CAMPFIRE ist eine Initiative des Förderprogramms WIR!- Wandel durch Innovation in der Region des Bundesministeriums für Bildung und Forschung. Ziel ist die Entwicklung neuer Energieumwandlungs- und Speichertechnologien auf der Basis elektrokeramischer Dünnschichtmembranen.

Regional erzeugter Windstrom wird in dem Energieträger Ammoniak gespeichert und in innovativen brennstoffzellenbasierten Energie- und Antriebssystemen für die maritime Mobilität eingesetzt werden. Damit entsteht in der Region Nord-Ost eine Vorreiterregion für die maritime Energiewende und die Zero-Emission-Schifffahrt.

Eine zukünftige Energiewirtschaft auf der Basis von grünem Ammoniak aus regenerativen Energien wird eine kohlenstofffreie sichere Energieversorgung auf der Basis von Wasserstoff ermöglichen und langfristig effektive und wirtschaftliche Wege zur Verminderung des globalen Kohlendioxidgehaltes in der Erdatmosphäre eröffnen.

Grafik technologisch deutsch

Eine Initiative des Förderprogramms WIR!

Das Forschungsvorhaben CAMPFIRE ist eine Initiative des Förderprogramms WIR!- Wandel durch Innovation in der Region des Bundesministeriums für Bildung und Forschung. Ziel ist die Entwicklung neuer Energieumwandlungs- und Speichertechnologien auf der Basis elektrokeramischer Dünnschichtmembranen.

Regional erzeugter Windstrom wird in dem Energieträger Ammoniak gespeichert und in innovativen brennstoffzellenbasierten Energie- und Antriebssystemen für die maritime Mobilität eingesetzt werden. Damit entsteht in der Region Nord-Ost eine Vorreiterregion für die maritime Energiewende und die Zero-Emission-Schifffahrt.

Eine zukünftige Energiewirtschaft auf der Basis von grünem Ammoniak aus regenerativen Energien wird eine kohlenstofffreie sichere Energieversorgung auf der Basis von Wasserstoff ermöglichen und langfristig effektive und wirtschaftliche Wege zur Verminderung des globalen Kohlendioxidgehaltes in der Erdatmosphäre eröffnen.

CAMPFIRE

Die Region Nord-Ost

Die Region Nord-Ost, bestehend aus den Städten Rostock, Stralsund, Greifswald und der Uckermark gehört zu den neuen wichtigen Energieregionen für eine dekarbonisierte Energieversorgung in der Zukunft. Sie zeichnet sich durch eine große Windkapazität aus und durch ihre geographische Lage an der Ostsee ist sie für die Entwicklung und Nutzung neuer innovativer Energie-und Antriebskonzepte für die maritime Mobilität prädestiniert. Darüber hinaus kann die Region Nord-Ost auf eine etablierte Forschungslandschaft und Tradition auf dem Gebiet der innovativen Energieerzeugung und der Schifffahrt zurückblicken. 

Produktkategorien

Dünnschichten

Die Herzstücke der CAMPFIRE-Energietechnologien sind elektrokeramische Membranen mit Perowskitstrukturen, die dünner als der Millionstel eines Meters sind und besonders kostengünstig und ressourcenschonend hergestellt werden können. Perowskite erweisen sich als äußerst vorteilhaft hinsichtlich der Betriebstemperaturen, ihrer mechanischen Belastbarkeit, der physikalisch-chemischer Eigenschaften und der Temperaturbeständigkeit als Hochtemperatur-Elektrolytmaterialien und können Sauerstoffionen, Protonen und Elektronen leiten.

Herstellung von elektrokeramischen Dünnschichtmembranen mittels industrietauglicher Depositionsverfahren

Grüner Ammoniak

In Zukunft sollen die weltweit etablierten konventionellen Pfade in der Ammoniaksynthese, die auf fossilen Brennstoffen beruhen, abgelöst und dezentralisiert werden. Erstmalig soll dadurch die direkte Ammoniakerzeugung aus erneuerbaren Energiequellen wirtschaftlich und im Industriemaßstab realisierbar werden. Im Rahmen von CAMPFIRE werden dafür innovative Energietechnologien mit hoher Prozesseffizienz und niedrigen Kosten für die Ammoniaksynthese aus regenerativem Strom entwickelt. Oxidionenleitende Membranen ermöglichen ein effizientes Festkörper-Elektrolyseverfahren (SOEC) für die Wasserstoffsynthese aus Wasserdampf. Gemischtleitende Sauerstoff-Separationsmembranen können für die Bereitstellung von Stickstoff aus überall verfügbarer Umgebungsluft eingesetzt werden. Somit kann grüner Ammoniak besonders effizient mittels Haber-Bosch-Prozess unter Realisierung hoher Volumenströme aus Wind- oder Solarstrom hergestellt werden. Unter Einsatz von Wind- und Solarstrom kann aus Luft und Wasser durch den Einsatz von protonenleitenden Membranen auch direkt Ammoniak erzeugt werden. Dieses neue Verfahren ist eine kostengünstige und energieeffiziente Alternative zum konventionellen Haber-Bosch-Prozess.

Protonenleitende Membranen für die direkte Ammoniaksynthese aus Luftstickstoff und Wasserdampf (SSAS)

Maritime Antriebe

Ammoniak ermöglicht die Dekarbonisierung der maritimen Schifffahrt. Es ist bei Normaltemperatur bereits bei 8 bar verflüssigbar (bei Normaldruck bei -33°C) und kann daher leicht gespeichert und transportiert werden. Ammoniak ist wasserstoffreich und enthält Energiemengen, die mit Dieselkraftstoff vergleichbar sind. Es kann sogar in konventionellen Verbrennungsmotoren genutzt werden. Im Forschungsvorhaben CAMPFIRE werden neue Technologien für die Nutzung von Ammoniak als Energie­träger für die emissionsfreie Schifffahrt entwickelt und etabliert. Unser Ziel ist die direkte Verstromung von Ammoniak in einer Brennstoffzelle mit keramischen Membranen. Der besondere Clou: Die Endprodukte sind nur Wasser und Stickstoff, welcher gefahrlos an die Luft zurückgegeben werden kann.

Governance

Im Forschungsvorhaben CAMPFIRE werden neben den technologischen Fragestellungen auch die rechtlichen,ökonomischen und politischen Rahmenbedingungen für die neuen Membrantechnologien untersucht. Aus diesem Grund veranstalten die Bündnispartner interdisziplinäre Workshops, bei denen sie in intensiven Austausch mit Vertretern aus der Wirtschaft, Wissenschaft und Politik gehen. Gemeinsam sollen Potenziale für die Anwendungsfelder der neuen Technologien identifiziert und Ideen zur Umsetzung des Forschungsvorhabens entwicklelt werden. Nur durch die aktive Zusammenarbeit aller beteiligten Akteure kann ein Transfer in die Wirtschaft und der Wandel in der Region Nord-Ost gelingen.

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