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Für eine echte Heissgasreinigung
Marcelo D. Kaufman Rechulski am 28. Mai 2013 mit dem PSI-Impuls-Preis 2012 ausgezeichnet
Marcelo D. Kaufman Rechulski ist der Preisträger des PSI-Impuls-Preises 2012 für angewandte Forschungsprojekte. Er wurde für seine Doktorarbeit «Katalysatoren für die Heissgasreinigung in der Herstellung von synthetischem Erdgas aus Biomasse» ausgezeichnet, die er in der Gruppe Thermische Verfahrenstechnik im Forschungsbereich ENE verfasst hatte.
Wenn an der am Paul Scherrer Institut geplanten Anlage X-PDU die Heissgasreinigung ohne eine vorherige Abkühlung des Synthesegases getestet werden kann, schafft dies die Voraussetzungen für eine nochmalige Steigerung des Umwandlungswirkungsgrades von holzartiger Biomasse in synthetisches Methan. Möglich macht dies das mit dem PSI-Impuls-Preis 2012 ausgezeichnete Forschungsprojekt von Marcelo D. Kaufman Rechulski, der mittlerweile am Max-Planck-Institut für Kohlenforschung in Mülheim an der Ruhr tätig ist. Seine Forschungsarbeit ist ein Beitrag, die Gasreinigung bei der Herstellung von synthetischem Erdgas aus Holz deutlich zu vereinfachen und somit Effizienz und Wirtschaftlichkeit des Gesamtprozesses zu verbessern.
Neue Messmethode entwickelt
Er entwickelte eine neue Messmethode, die es erlaubt, verschiedene organische Schwefelverbindungen zu detektieren und zu charakterisieren, die bei der Vergasung von Biomasse entstehen. Durch diese Messmethode konnten mögliche Limitierungen bei der Vergiftung von Katalysatoren auf ganz bestimmte Schwefelverbindungen zurückgeführt werden. So konnte er nachweisen, dass die Anzahl und auch die Konzentration der organischen Schwefelverbindungen im Produktgas aus Gras deutlich höher ist als diejenigen bei der Vergasung von Holz. Damit liefert die Arbeit einen praxisrelevanten Beitrag zur Bestimmung relevanter organischer Schwefelverbindungen im Prozess der Katalysatorvergiftung.
In einem zweiten Schritt stellte Marcelo D. Kaufman Rechulski rutheniumbasierte Katalysatoren her und verglich diese mit Katalysatoren auf Molybdän-Basis, die kommerziell erhältlich sind und in der Kohlevergasung verwendet werden. Im Zusammenhang mit der Umwandlung von Biomasse in synthetisches Methan ist die Heissgasreinigung bei Temperaturen von mehr als 600 Grad Celsius die angestrebte Methode. Hierbei liefern die rutheniumbasierten Katalysatoren bessere Reaktivitäten als die heute kommerziell verfügbaren Katalysatoren.
Synthetisches Erdgas fürs Gasnetz
Wie Biomasse als Alternative zu fossilem Erdöl oder Erdgas verwendet werden kann, um Treibstoffe und Chemikalien zu erzeugen, wird intensiv untersucht. Für trockene Biomasse wie Holz ist die Umsetzung in einem Vergaser zu Synthesegas ein attraktiver erster Verfahrensschritt. Dieses Synthesegas kann mit Katalysatoren und geeigneten Betriebsbedingungen zu Diesel, Benzin, Methanol und anderen Kohlewasserstoffen umgewandelt werden. Die hoch effiziente Herstellung von synthetischem Erdgas auf diesem Weg wird am PSI seit rund 14 Jahren untersucht. Dieses künstliche Erdgas soll als Treibstoff eingesetzt und problemlos im bestehenden Gasnetz transportiert und gespeichert werden können.