Power-to-X: Modellierung der Prozesskette zur Herstellung synthetischer Kraftstoffe

  • Stellenausschreibung:
  • Stellenart:

    Masterarbeit

  • Institut:

    IMVT

  • Eintrittstermin:

    Ab sofort

  • Kontaktperson:

    Corre, Gaël

Abbildung 1: Schema des Power-to-X-Konzepts unter Einsatz von CO2 aus Luft, erneuerbarer Elektrizität und Wasser als Ausgangsmaterial.

 

Hintergrund

Für ein klimaneutrales Deutschland 2050 benötigen Verkehr, Industrie und Wärme emissionsarme Lösungen. Das Kopernikus-​​Projekt P2X untersucht einen der vielversprechendsten Ansätze: Power-​to-X-Technologien. Solche Technologien also, die erneuerbaren Strom in andere Energieformen umwandeln. Zum Beispiel in Kraft-​​ und Kunststoffe, in Wärme und Gase oder in chemische Rohstoffe1.

Im Rahmen der Phase 2 des Kopernikus-Projekts wird am Energy Lab 2.02 des KIT die Prozesskette zur effizienten Herstellung CO2-neutraler Kraftstoffe untersucht und validiert. Die Prozesskette (Abb. 1) besteht aus:

  • CO2-Gewinnung aus der Umgebungsluft mittels Direct Air Capture (DAC)
  • Simultane Hochtemperaturelektrolyse von H2O und CO2 (co-SOEC)
  • Fischer-Tropsch-Synthese in mikrostrukturierten Reaktoren
  • Aufarbeitung des FT-Produkts zur Herstellung normgerechter Kraftstoffe

Die Aufarbeitung des FT-Produkts, die in mikrostrukturierten Reaktoren sowohl durch Hydrocracking, als auch durch Isomerisierung erfolgt, ist in der Verantwortung des IMVTs.

In dieser zweiten Phase des Projekts werden die Modellierung der Prozessschritte und die Simulation des integrierten Prozesses zur Untersuchung der optimalen Verknüpfung der einzelnen Prozesseinheiten von DAC über HT-Co-Eletrolyse, Fischer-Tropsch-Synthese und Produktaufbereitung inkl. infrastruktureller Peripherie mit Aspen Plus® ausgeführt.

 

Thema und Aufgaben der Arbeit

In dieser Masterarbeit werden Modelle für die Hydrocracking- und Isomerisierungsprozesse entwickelt. Die Entwicklung der Modelle wird auf experimentellen Daten und bibliographischer Arbeit basieren.

Die Modelle werden anschließend in Aspen Plus® zur Modellierung und Optimierung des integrierten Prozesses implementiert.   

Die Thesis kann entweder in Deutsch oder Englisch verfasst werden.

 

Rahmenbedingungen

Die Ausschreibung richtet sich an Studierende der Fachrichtung Verfahrenstechnik / Chemieingenieurwesen.

Grundkenntnisse in der Prozessmodellierung sind erforderlich. Erfahrung mit Aspen und Matlab ist erwünscht.

Die Ergebnisse der Arbeit werden innerhalb des Institutsseminars und der Kopernikus-Projekttreffen vorgetragen. Die Bereitschaft, an Versuchskampagnen teilzunehmen, ist erforderlich.

 

Eintrittstermin:           Ab sofort                                           

Prüfer:                         Prof. Dr.-Ing. Roland Dittmeyer

Betreuer:                     Dr. Gaël Corre

Kontakt:                      gael correYlb5∂kit edu

 

Quellen:

1. Kopernikus-Projekte: P2X (kopernikus-projekte.de)

2. Energy Lab 2.0 - Startseite (kit.edu)