Am Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) wurde im Rahmen des CatLab-Projekts eine neue Anlage für die Katalyseforschung installiert. Sie dient dazu, die katalytische Leistung von Dünnschichtkatalysatoren zu messen und unterschiedliche katalytische Systeme unter kontrollierten Bedingungen zu untersuchen. Entwickelt und gebaut wurde die Anlage von der Firma ILS in Adlershof, bevor sie an das Forschungszentrum geliefert wurde.
Mit einem Investitionsvolumen von mehr als 2,5 Millionen Euro stellt die Anlage die größte Einzelinvestition innerhalb des CatLab-Projekts dar. Insgesamt umfasst sie acht chemische Reaktoren, in denen katalytische Materialien getestet werden können. Die Infrastruktur soll dazu beitragen, katalytische Prozesse zu untersuchen, die im Kontext energiebezogener Anwendungen stehen.
Technische Möglichkeiten der Anlage für die Katalyseforschung
Die Anlage besteht aus acht chemischen Reaktoren, in denen sowohl Dünnschicht- als auch Pulverproben untersucht werden können. Die Experimente können laut Projektleiter Dr. Ing. Albert Gili sowohl kontinuierlich als auch im Chargenbetrieb durchgeführt werden.
Die Reaktoren ermöglichen Untersuchungen unter variablen Prozessbedingungen. Experimente sind bei Temperaturen von Raumtemperatur bis zu 780 °C möglich, während Drücke von bis zu 50 bar erreicht werden können. Darüber hinaus lassen sich Durchflussraten und Verweilzeiten anpassen, sodass unterschiedliche chemische Reaktionen untersucht werden können. Beispiele dafür sind die Umwandlung von Kohlendioxid zu Methanol, die Trockenreformierung von Methan oder die Fischer-Tropsch-Synthese zur Herstellung synthetischer Kraftstoffe.
Neben dem Screening von Katalysatorkandidaten erlaubt die Anlage auch kinetische Untersuchungen sowie Studien zur Langzeit-Stabilität von Katalysatoren. Diese Stabilität gilt als ein entscheidender Faktor für die industrielle Umsetzung katalytischer Reaktionen. Laut Prof. Dr. Rutger Schlatmann, CatLab-Gesamtprojektleiter am HZB, wird die Anlage ein zentraler Eckpfeiler für die Weiterentwicklung der Herstellung von Dünnschichtkatalysatoren sein und auch in weiteren Projekten wie CARE-O-SENE, Greenquest sowie in mehreren neuen Projekten eingesetzt werden.
