Gemeinsame Pressemitteilung der Universit?t Bremen und des Vereins Deutscher Ingenieure e.V.

Mit seiner Masterarbeit zur Fischer-Tropsch-Synthese (FTS) hat der Produktionstechnik-Student Alexander Zimmermann von der Universit?t Bremen so sehr überzeugen k?nnen, dass er jetzt dafür vom Bremer Bezirksverein des Vereins Deutscher Ingenieure e.V. (VDI) den Bremer Ingenieurpreis 2022 verliehen bekommen hat. ?Der Preistr?ger unseres diesj?hrigen Ingenieurpreises hat sich im Rahmen seiner Masterarbeit mit beeindruckenden Ergebnissen um die Verbesserung dieses Verfahrens engagiert“, hei?t es in der Begründung für den renommierte Auszeichnung. ?Die gegenw?rtige Energiekrise und der Mangel an Rohstoffen l?sst die Fischer-Tropsch-Synthese 澳门皇冠_皇冠足球比分-劲爆体育 denn je interessant erscheinen.“

Die Fischer-Tropsch-Synthese wurde in Deutschland entdeckt und ab 1920 in kurzer Zeit zur technischen Reife entwickelt. Im 21. Jahrhundert erlebt das Verfahren eine Renaissance, weil flüssige Treibstoffe zukünftig auch aus alternativen Rohstoffen wie Erdgas, Kohle oder Biomasse hergestellt werden müssen. 

Für die technische Durchführung der stark exothermen Reaktion haben sich bisher Rohrbündelreaktoren und Blasens?ulenreaktoren durchgesetzt. Da beide Reaktortechnologien Nachteile aufweisen, werden neue Reaktorkonzepte untersucht. Festbettreaktoren mit einer Schüttung aus hochpor?sen Pellets haben zwar das Potential für eine deutliche Prozessintensivierung der FTS, jedoch verhindert meist eine Stofftransportlimitierung, dass dieses tats?chlich ausgenutzt werden kann. W?hrend der Reaktion akkumulieren sich zudem die Reaktionsprodukte in den Poren, sodass der Stoffstrom stark verlangsamt wird. 

Neue Grundlagen für das Verfahren geliefert

Hier hat Alexander Zimmermann in seiner Masterarbeit ?Stofftransport von Produktgemischen der FTS-Analyse mittels NMR“ wichtige neue Grundlagen für dieses Verfahren geliefert.

Ziel dieser Arbeit war es, den Zusammenhang zwischen Porenstruktur und Stofftransportverhalten der Reaktionsprodukte zu verstehen und so die Auswahl der optimalen Struktur der eingesetzten Pellets für einen m?glichst durchsatzstarken Reaktorbetrieb zu erm?glichen. Dabei untersuchte Alexander Zimmermann spezielle Pellets, die durch hierarchisch verzweigte Porenstrukturen einen schnellen Stofftransport und einen verbesserten Reaktionsprozess unterstützen.

Dazu hat er innerhalb seiner Masterarbeit zahlreiche Versuche mittels Nuclear Magnetic Resonance (NMR) – ?hnlich dem bildgebenden MRT aus der Medizin – unternommen, um den Stofftransport in den zur Katalyse eingesetzten Pellets zu bewerten. Die Besonderheit war dabei, das Verhalten einer Mischung der Reaktionsprodukte in den Poren der eingesetzten Pellets zu charakterisieren. Hierbei zeigte sich, dass sich die spezielle hierarchische Porenstruktur besonders vorteilhaft auf den Stofftransport solcher Mischungen auswirken.

Wirtschaftlichkeit kann erheblich gesteigert werden

Aus dieser neuen Perspektive gelang es, neue potenzielle Vorteile dieser Porenstruktur für den Stofftransport der FTS aufzuzeigen. Damit kann die Wirtschaftlichkeit dieses Verfahrens erheblich gesteigert werden. Durch die industrielle Anwendung dieser neuen Erkenntnisse l?sst sich die Intensit?t und auch die Menge der so gewonnen chemischen Grundstoffe erheblich verbessern. ?Die Arbeit von Alexander Zimmermann macht deutlich, dass wir auf dem Wege der Klimaverbesserung noch erhebliches Entwicklungspotenzial nutzen k?nnen“, so das Fazit des VDI.

Betreut wurde die Arbeit von Professor Jorg Th?ming (Fachbereich Produktionstechnik), der seinen Studenten auch für den Preis vorschlug. ?An der Masterarbeit von Alexander Zimmermann hat mich begeistert, wie tief er die für die L?sung der sehr herausfordernden Aufgabe n?tige anspruchsvolle physikalische Theorie in kurzer Zeit durchdrungen hat. So gut durchdrungen, dass er für Messungen mittels Pulsgradienten einen ausgetüftelten Versuchsplan entwickeln konnte. Diese Art Messungen waren für uns im Fachgebiet neu.“

Wie gut Zimmermann die für ihn neue Theorie verstanden habe, zeige dann auch seine klare und durchdachte Analyse der Messdaten. ?Seine Ergebnisse konnte er anschlie?end in vorbildlicher Weise zur L?sung der verfahrenstechnischen Aufgabenstellung nutzen. Sie bestand darin herauszufinden, wie die Poren in Katalysatoren strukturiert sein müssen, um auch einen zweiphasigen Stofftransport bestm?glich zu erlauben. Durch seine Ergebnisse rückt das Ziel kostengünstigerer synthetischer Kraftstoffe in greifbare N?he“, so Jorg Th?ming.

ACHTUNG REDAKTIONEN: Zur feierlichen Preisverleihung des Bremer Ingenieurpreises 2022 am 24. November (18.00 Uhr) im Ecomat Bremen (Raum Ecoteria, Cornelius-Edzard-Str. 15, 28199 Bremen) sind Sie herzlich eingeladen. Für Gespr?che steht Alexander Zimmermann sowohl bei diesem Event als auch im Vorfeld der Preisverleihung (telefonisch oder online) zur Verfügung.

Fragen beantwortet:

Walter Müller
Pressesprecher im VDI Verein Deutscher Ingenieure e.V.
Bremer Bezirksverein
Tel. 07000 100 1038
Mobil 0172/4247155
E-Mail: walter.muellerprotect me ?!vdi-bremenprotect me ?!.org