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Fortschritte auf dem Gebiet der chemischen Energiespeicherung mit Hilfe von Kern-Schale-Katalysatoren
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am Max-Planck-Institut Magdeburg arbeiten an technologischen Lösungen für die Energiewende, unter anderem identifizieren sie neue Prozesse in der Energiespeicherung und -umwandlung. Dr.-Ing. Ronny Tobias Zimmermann hat in seiner Dissertation bedeutende Fortschritte auf dem Gebiet der chemischen Energiespeicherung erzielt. Dafür wurde er am 21. November 2024 als Bester Doktorand der Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg ausgezeichnet.
So genannte Power-to-X-Reaktoren dienen der Herstellung chemischer Energieträger, die künftig als Rohstoffe und Treibstoffe genutzt werden. Kohlendioxid lässt sich zum Beispiel als Methan wiederverwerten, dem Hauptbestandteil von Erdgas. Mit Hilfe von Wasserstoff kann Kohlendioxid in Methan umgewandelt werden, das als Rohstoff für die chemische Industrie dienen könnte. Bei den gängigen Verfahren wird dabei viel Wärme frei, was die CO2-Methanisierung im industriellen Maßstab noch erschwert.
„Dr.-Ing. Ronny Zimmermann hat in seiner Doktorarbeit eine wesentliche Komponente des Reaktors verbessert, so dass wirtschaftlich interessante Methanerträge möglich sind und gleichzeitig ein unerwünschter Temperaturanstieg verhindert werden kann“, sagt Prof. Dr.-Ing. Kai Sundmacher, Direktor und Leiter der Abteilung Prozesstechnik am Max-Planck-Institut Magdeburg.
Großtechnische Speicherung erneuerbarer Energie auf Gigawatt-Skala wird ermöglicht
Dr.-Ing. Ronny Zimmermann hat einen Prozess entwickelt, der auf Kern-Schale-Katalysator-Pellets beruht und eine genaue Kontrolle der Temperatur ermöglicht. Dieses Verfahren lässt sich lastflexibel betreiben, also mit einer schwankenden Zufuhr der Ausgangsstoffe. Für eine großtechnische Anwendung ist dies relevant, denn grüner Wasserstoff wegen des schwankenden Angebots an Strom aus erneuerbaren Quellen nicht immer in gleichen Mengen verfügbar. Das Hauptmerkmal dieser Lösung ist eine chemisch inerte – also reaktionsträge -, poröse Schale, die die Katalysatorpellets umgibt. Moleküle, die miteinander reagieren sollen, müssen diese Hülle erst durchdringen, um an den chemisch aktiven Kern zu gelangen. Dort wird das Methan gebildet. Der Stofftransport der Reaktanden durch die Hülle verlangsamt die Reaktionsgeschwindigkeit exakt in dem Maß, dass ein übermäßiger Temperaturanstieg verhindert wird.
Die Forschung von Dr.-Ing. Ronny Zimmermann an den pelletförmigen Katalysatoren „trägt wesentlich dazu bei, diese Reaktoren auch unter hochdynamischen Bedingungen, die sich durch die schwankende Verfügbarkeit erneuerbarer Energien ergeben, zuverlässig und produktiv zu betreiben.“, ordnet Prof. Dr.-Ing. Kai Sundmacher den Stellenwert der wissenschaftlichen Leistungen von Dr. Ronny Zimmermann ein. „Seine Lösung lässt sich ohne zusätzlichen apparativen Aufwand in bestehende Anlagen integrieren, was sie zu einer wirtschaftlich attraktiven Option für die großtechnische Energiespeicherung auf der Gigawatt-Skala macht.“, so Prof. Sundmacher.
Ronny Tobias Zimmermann wurde 1993 in Nürnberg geboren. Er schloss 2016 sein Bachelor-Studium in Chemie- und Bioingenieurwesen an der Friedrich-Alexander-Universität in Erlangen ab und erlangte 2018 seinen Masterabschluss. Von 2019 bis 2024 promovierte er als Mitglied der International Max Planck Research School for Advanced Methods in Process and Systems Engineering und wissenschaftlicher Mitarbeiter am Max-Planck-Institut Magdeburg und an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg. Anfang 2024 arbeitete er als Simulationsingenieur bei der Turn Energy GmbH, München, bevor er im April 2024 seine Tätigkeit als Teamleiter in der Gruppe Prozesstechnik am Max-Planck-Institut Magdeburg aufnahm.
Der Akademische Festakt ist die wichtigste Veranstaltung im akademischen Jahr der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg. Er findet seit Gründung der Universität im Jahr 1993 jährlich anlässlich des Geburtstags ihres Namenspatrons im November statt. Die Universität Magdeburg ehrt ihre klügsten Köpfe und zeichnet Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler aus.
https://www.mpi-magdeburg.mpg.de/4693705/2024-11-26-promotionspreis-ronny-zimmer...
https://bc.pressmatrix.com/de/profiles/b3b32e362f93/editions/a92cd0596361f03640e...
https://www.mpi-magdeburg.mpg.de/pm-mpi-magdeburg-umweltpreis-magdeburg
Criteria of this press release:
Business and commerce, Journalists, Scientists and scholars, Students, Teachers and pupils, all interested persons
Chemistry, Electrical engineering, Energy, Mathematics, Mechanical engineering
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German
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