Wertvolles Sorptionsmittel

Das Sorptionsmittel ist ein überraschend simples Material, das weithin verfügbar ist und es auch bleiben wird. Es wird häufig verwendet, um ausgelaufene Chemikalien, Schmiermittel, Farben, Heizöl oder Lösungsmittel zu binden und ihre toxische Wirkung damit zu neutralisieren. Denn im Lateinischen bedeutet das Wort „sorbere“ so viel wie „aufnehmen“. Sorptionsmittel sind also verschiedene flüssige oder feste Stoffe, die der Aufnahme anderer Stoffe dienen.

Die Schwierigkeit liegt in dem porösen Trägermaterial, auf dem sich das Aufbringen einer hauchdünnen Schicht als komplizierter erwies als bei einem flachen Solarpanel. Dieses poröse Material ist notwendig, weil man eine große Oberfläche haben möchte, um möglichst viel CO2 aufzunehmen. Aktivkohle ist ein geeigneter Träger, denn ein Gramm Aktivkohle hat eine Oberfläche von 3 000 m2. Die reaktive Schicht, bestehend aus Aminen oder Kaliumcarbonat, wird mit verschiedenen Verfahren auf den Kohlenstoff aufgebracht.

Die Atomlagenabscheidung ist das Wichtigste davon. Bei diesem Verfahren setzt man das Trägermaterial einem Gas aus und die Atome dieses Gases setzen sich auf dem Träger ab. Die Schicht wird dadurch nicht dicker als ein Atom. Andere Techniken werden bereits entwickelt und sogar eingesetzt. Aber diese haben eine dickere Sorptionsschicht, in die das CO2 eindringen muss. Das braucht mehr Zeit und Energie, damit der Prozess funktioniert.

Carbyon testet zurzeit zahlreiche Möglichkeiten, das Sorptionsmittel zu erhitzen. Das Start-up suchte für die einzelnen Teile des Prozesses die Zusammenarbeit mit verschiedenen Universitäten und Hochschulen in den Niederlanden sowie im Ausland.

„Die ersten zwei bis drei Jahre haben wir hauptsächlich mit der Forschung verbracht, jetzt testen wir die Anwendung und entwickeln die Maschine. Man kann uns als ein Deep-Tech-Unternehmen bezeichnen, denn es muss viel Zeit investiert werden, bevor man die Technologie zur Marktreife bringt. In der Zwischenzeit entstehen alle Arten von neuen Geschäftsmodellen, die den Prozess noch einmal beschleunigen können“, sagt B. Bos mit entsprechendem Stolz.

Vom Gramm- zum Kilogramm-Maßstab

Die Erfassung ging vom Testaufbau im Gramm- zum Kilogramm-Maßstab in der realen Maschine über. Die nächste Maschine wird noch mal hundertmal größer sein, wofür die Hochleistungssensoren von Keller [2] benötigt werden.

Der Testaufbau im Gramm-Maßstab arbeitete mit Flaschenluft. Das war notwendig, um stabile Testbedingungen zu gewährleisten. Jetzt, wo mit einer realen Maschine und Außenluft gearbeitet wird, hat das Projektteam zum ersten Mal alle Technologien in einer Maschine vereint und alles kann gemessen werden. Dazu werden eine Menge Sensoren benötigt, schließlich handelt es sich immer noch um eine Forschungseinrichtung. „Da man beim Forschen nicht weiß, was man bei den Tests finden wird, will man so genau wie möglich testen“, erklärt L. van Voorst (Bild 4) den Hintergrund.

Präzise Sensoren für maximale Genauigkeit

Carbyon verwendet verschiedene Sensoren der Serie 33X von Keller (Bild 5). Zwei Absolutdrucksensoren, die bis zu 1 bar messen sowie je einen Relativ- und Differenzdrucksensor. Sie messen damit den Druckabfall über das Sorptionsmittel sowie über den Staubfilter und schaffen so einen Sorptionsmittel-Kreislauf. Weiter gibt es einen Sensor vor der Vakuumpumpe und einen Absolutdrucksensor im Reaktor.

L. van Voorst half bei der Ausarbeitung der Spezifikationen und hat sich bewusst für Hochpräzisions-Drucktransmitter entschieden, um Messfehler so klein wie möglich zu halten (Bild 6). Denn Messfehler summieren sich, deshalb muss jede Messung so genau wie möglich sein (Bild 7).

Aber nicht nur die Genauigkeit ist besonders wichtig, auch die Lebensdauer ist von großer Bedeutung. Schließlich sind die Messbedingungen schwierig. Es gibt hohe CO2-Konzentrationen, große Temperaturschwankungen und intensive Feuchtigkeit.