Verbundvorhaben CARE-o-SENE: Katalysatorforschung für nachhaltige Flugzeugtreibstoffe; Teilvorhaben: Wissensbasierte Entwicklung neuartiger Katalysatoren für nachhaltige Flugzeugkraftstoffe

Die Umwandlung von grünem Wasserstoff und nachhaltig gewonnenem Kohlenstoffdioxid in flüssige Energieträger (Power-to-Liquids; PtL) im Fischer-Tropsch (FT) Prozess ist der vielversprechendste Weg zur Dekarbonisierung der Luftfahrt. Ein entscheidendes Erfolgskriterium für eine langfristige Tragfähigkeit von PtL-Technologien werden konkurrenzfähige FT-Katalysatoren mit hoher Effizienz und hohen SAF (sustainable aviation fuels) Ausbeuten sein, deren Entwicklung das Ziel des ambitioniert angelegten Vorhabens "Catalyst Research for Sustainable Kerosene" (CARE-o-SENE) ist. Dazu sollen vielversprechende Katalysatoren in einem wissensbasierten Ansatz (weiter-)entwickelt werden, getrieben von experimentellen Ergebnissen mittels in-situ und operando-Spektroskopie- und Mikroskopie-Methoden und theoretischen Rechnungen. Da PtL-Anlagen in einem breiten Skalierungsfenster realisiert werden können, erfolgt der Test der Katalysatoren in verschiedensten Reaktortypen. Das HZB fokussiert sich dabei auf den Ansatz der Entwicklung neuartiger Dünnfilmkatalysatoren mit dem Ziel der Demonstration in einem geeigneten Reaktor im Labormaßstab. Die Entwicklung aller Katalysatoren wird mit modernsten ex-situ, in-situ- und operando-Techniken vorangetrieben. Ein besonderer Fokus des HZB liegt dabei auf der Charakterisierung auf der Grundlage weicher Röntgenstrahlen, die an der Synchrotonquelle BESSY II erzeugt werden, um Einsichten in die Funktionsweise der verschiedenen Katalysatoren zu gewinnen. Ein technisches Ziel ist dabei die Schaffung einer gemeinsamen Plattform für komplementäre weiche und harte Röntgenstrahlmessungen und mikroskopische Charakterisierung. CARE-o-SENE hat den Anspruch, zwischen den deutschen und südafrikanischen Unternehmen und Instituten zum Aufbau neuer, langfristiger strategischen Kooperationspartnerschaften entscheidend beizutragen, die eine wichtige Rolle bei der Entwicklung künftiger Projekte zwischen den Ländern im Bereich des grünen Wasserstoffs spielen werden.