Oxidationsprozesse — Oxyfuel-Schiffsmotor

Tech­no­logie

Eine Anrei­che­rung der Verbren­nungs­luft mit Sauer­stoff erhöht die Effi­zienz und Umwelt­ver­träg­lich­keit des Diesel­mo­tors. Dazu wird Sauer­stoff zusammen mit Kohlen­stoff als „Oxyfuel“ in das Brenngas einge­speist. Der Einsatz von kera­mi­schen Membranen, die mittels Abwärme des Verbren­nungs­pro­zesses betrieben werden, ermög­licht eine beson­ders effek­tive Gene­rie­rung von Sauer­stoff. Dafür werden Rohr­mem­branen auf der Basis von gemischt­lei­tenden Membranen (mixed ionic elec­tronic conduc­tors — MIEC) entwi­ckelt, die einen Durch­satz von hoch­reinem Sauer­stoff bei hohen Tempe­ra­turen ermög­li­chen. Beson­ders effi­zient sind kera­mi­sche Dünn­schichten auf der Basis von Kobalt und Eisen.

Anwen­dung 

Umwelt­be­las­tung, gesetz­liche Emis­si­ons­grenz­werte und Digi­ta­li­sie­rung sind die Treiber für ein Umdenken im Bereich der Schiffs­mo­toren, aber auch in der statio­nären Versor­gung für den mari­timen Bereich. Durch den Einsatz von elek­tro­ke­ra­mi­schen Membranen zur kosten­güns­tigen Sauer­stoff­ge­win­nung und die direkte Einspei­sung in das Verbren­nungs­ge­misch kann ein Markt­durch­bruch für die Oxyfuel-Antriebe erreicht werden. Durch den Oxyfuel-Betrieb wird zum einen die Effi­zienz des Verbren­nungs­mo­tors signi­fi­kant gestei­gert, zum anderen wird die Stick­oxid-Proble­matik direkt an der Quelle gelöst.

Poten­zial

Durch die Reali­sie­rung von wirt­schaft­li­chen Oxyfuel-Motoren werden Schiffs­an­triebe grüner gemacht. Bei der dezen­tralen Ener­gie­pro­duk­tion ermög­licht die Oxyfuel-Opera­tion von Turbinen eine effi­zi­ente Abtren­nung sowie die anschlie­ßende Nutzung von konzen­triertem Kohlen­di­oxid. Dadurch ergeben sich weitere Poten­ziale für die Anwen­dung von Oxyfuel-Membranen zur Verwer­tung von Kohlen­di­oxid in Power-to-X-Prozessen.