Verbundvorhaben ECOMET: Effiziente Aufwertung von CO2; zu Methan aus Wasserdampf in einer protonenleitenden keramischen Elektrolysezelle – Teilvorhaben: Herstellung, Hochskalierung, Charakterisierung, Modellierung und technologische Bewertung

Die Kopplung eines Electrolyzers und einer Methanisierungseinheit erlaubt die CH4-Produktion ohne fossile Brennstoffe. Mittels CO2-Methanisierung in einer protonenleitenden keramischen Elektrolysezelle (PCEC) kann durch Prozessintensivierung dessen Effizienz erhöht werden. Um diese Idee zu testen, werden Kobaltkarbidkatalysatoren im ECCM KICkstart DE-NL "CO2 methanation using high temperature protonconducting ceramic electrolysers" (2021/KIC/01160499) erforscht. ECOMET bildet ein direktes Folgevorhaben und peilt die Untersuchung eines breiteren Spektrums vielversprechender, innovativer Katalysatoren und die Entwicklung fortgeschrittener elektrochemischer Zellen für den direkten CO2-Umsatz in CH4 an. EIFER, Universität Twente, Shell, WZR Ceramics und Forschungszentrum Jülich kombinieren ihre Kompetenzen, um die Technologie durch neue Katalysatoren und Upscaling des Reaktors auf TRL 4 zu bringen, mit dem Ziel eines CO2-Umsatzes =55% bei 450-600°C über 500h. Die Ergebnisse der durchgeführten elektrochemischen und mikrostrukturellen Charakterisierung werden für das integrierte, Multiskalen-Systemmodell verwendet, um eine wiedergabetreue technoökonomische Analyse (TEA) der Technologie zu ermöglichen. Die regulatorische Auswertung und Lebenszyklusanalyse (LCA) werden die Kompatibilität der Innovation mit politischen und ökologischen Zielen sicherstellen. Der Workshop "From LAB to LIFE" wird technologische mit sozioökonomischer und -technischer Forschung verknüpfen. Das Projekt ist in 4 Arbeitspakete unterteilt: Zellherstellung (WZR) und -charakterisierung (EIFER), Modellierung (UT), und TEA/LCA/Regularien/soziale Auswirkungen (Shell), mit je 2 AP-Leitern aus DE und NL, die komplementäre Expertise einbringen, um alle Themenaspekte abzudecken. Über die multilateralen Kooperationen hinaus, sind Studenten- und Peronalaustausche zwischen Deutschland und den Niederlanden für Zelltests, TEA und LCA geplant, um die Kollaboration zwischen den Partnern und Aktivitäten zu stärken.