Aus dem Themenbereich Forschung

Ein Methan-Katalysator für Deponiegase

Im Projekt "Methakat - Gestützte thermische Entsorgung von methanhaltigen Schwachgasen" arbeiten Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Fraunhofer-Instituts für Keramische Technologien und Systeme (IKTS) zusammen mit Fachleuten aus Industrie und Forschung an der Entwicklung von Katalysatoreinsätzen, die den effektiven Verbrennungsprozess unterstützen und so eine vollständige Umwandlung des Methans in das deutlich weniger klimaschädliche CO₂ ermöglichen. Diese Katalysatoreinsätze können in bereits existierende Fackelanlagen eingebaut werden, so dass diese vorhandenen Anlagen weiter betrieben werden können.

Äußere Form und Struktur erhält der Katalysatoreinsatz durch eine offenzellige Schaumkeramik, die als Trägermaterial dient. Die hohe Stabilität, große Reaktionsfläche und sehr gute Durchströmbarkeit für Gase, die dieser Werkstoff aufweist, sind für seinen Einsatz sehr wichtig: Das Material muss einer hohen Belastung standhalten, da beim Betrieb der Fackelanlage auf kleinstem Raum Temperaturunterschiede von bis zu 1000°C auftreten können. Die Schaumkeramikteile werden bausatzartig zusammengesetzt. Dann werden auf die millimeterdünnen Stege der Schaumkeramik nachträglich aktive Substanzen aufgebracht, durch die die Bauteile ihre katalytischen Eigenschaften erhalten.

Im Labor und auf einer speziell aufgebauten Teststrecke konnte die Wirksamkeit dieser Technologie bereits nachgewiesen und weiter verbessert werden. Um die Einsatztauglichkeit im Regelbetrieb für die mehr als 200 stillgelegten Deponien in Deutschland nachzuweisen, wurde im Juli 2009 auf der Deponie Castrop-Rauxel eine Pilotanlage in Betrieb genommen: In die bereits bestehende Fackelanlage wurde ein 1,50 Meter hoher Katalysatoreinsatz mit einem Durchmesser von 0,5 Meter integriert.

Wenn diese Technologie auf den vielen bestehenden Deponien eingesetzt wird, kann zukünftig der jährliche Ausstoß von bis zu 80 Millionen Kubikmetern Methan - mit der Klimawirkung von  1,4 Millionen Tonnen CO₂ - in Deutschland vermieden und somit ein wesentlicher Beitrag zum Umwelt- und Klimaschutz geleistet werden.

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