Verbesserung des diffusiven Stofftransports in hierarchisch aufgebauten Fischer-Tropsch-Katalysatoren

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Gunther Brenner; Professor Dr.-Ing. Thomas Turek; Professor Dr. Alfred Weber
• Fachliche Zuordnung: Chemische und Thermische Verfahrenstechnik ; Mechanische Verfahrenstechnik ; Strömungsmechanik
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 206052266

Das Porensystem eines Cobalt-basierten Katalysators für die Tieftemperatur Fischer-Tropsch-Synthese ist bei typischen Reaktionsbedingungen vollständig mit flüssigen Kohlenwasserstoffen gefüllt. Dies führt zu einer geringeren Katalysatorausnutzung und insbesondere zu reduzierter Selektivität und verringertem Umsatz in Hinblick auf die gewünschten langkettigen Kohlenwasserstoffe durch Bildung von unerwünschtem Methan. In den vorangegangenen Projektphasen wurde das Potenzial für eine Optimierung durch Einführen von größeren Transportporen in die Katalysatorstruktur theoretisch und experimentell ausgelotet. Es wurde gezeigt, dass dadurch die Zugänglichkeit des Porensystems verbessert werden kann. Eine weitere deutliche Verbesserung kann durch den Einbau paralleler, zylindrischer Transportporen erreicht werden. Diese sollen in der dritten Antragsperiode durch eine unlängst entwickelte Templatmethode realisiert werden. Darüber hinaus zeigen theoretische Untersuchungen, dass eine weitere Steigerung der Katalysatorausnutzung möglich ist, wenn die Oberflächen der Transportporen omniphob oder zumindest super-oleophob beschichtet werden, so dass diese weitgehend frei von flüssigen Produkten bleiben. Im Projekt sollen derartige Poren mit unterschiedlichen Methoden hergestellt, theoretisch modelliert und experimentell erprobt werden.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1570: Poröse Medien mit definierter Porenstruktur in der Verfahrenstechnik - Modellierung, Anwendungen, Synthese