P2F - Power to Fuel
Thema
Die Entwicklung alternativer Kraftstoffe und Fahrzeugantriebe gehört im Hinblick auf eine nachhaltige Mobilität zu den zentralen Herausforderungen unserer Zeit. Ein vielversprechender Ansatz ist hier die Umwandlung von regenerativ erzeugter Elektrizität in flüssige Kohlenwasserstoffe, die kompatibel mit der bereits vorhandenen Infrastruktur sind. Dadurch ergibt sich gleichzeitig ein Energiespeicher mit hoher Energiedichte und längerer Speicherdauer.
Das Competence Center Power to Fuel (P2F) nimmt sich der Herausforderung an, innovative Prozesse zu entwickeln, die eine höchstmögliche Effizienz bei der Herstellung solcher Kraftstoffe ermöglichen. Die interdisziplinäre Ausrichtung der Forschung bildet die Grundlage für eine erfolgreiche Zusammenarbeit.
Forschungsziele
Die Forschungsansätze von P2F liegen in den Bereichen Elektrolyse, Katalyse, Kraftstoff und Motor sowie der Prozessanalyse.
Elektrolyse
- Grundlagenforschung im Bereich der Niedertemperaturverfahren
- Verbesserung der Energie- und Leistungsdichte
- Erhöhung der Lebensdauer und der Sicherheit der Materialien
Katalyse
- Entwicklung heterogener Katalysatoren für eine effiziente Nutzung der in der Elektrolyse gewonnenen Produkte
- Entwicklung von Methoden zur Modellierung molekularer Vorgänge für ein besseres Verständnis der Struktur-Aktivitätsbeziehungen
- Analysetechniken zur Charakterisierung von Katalysatoren unter Prozessbedingungen
Kraftstoff und Motor
- Optimierung des Schadstoffausstoßes und der Effizienz von Verbrennungsmotoren durch synthetische Kraftstoffe oder Kraftstoffzusätze
- Integrierter Optimierungsansatz mittels numerischer sowie experimenteller Methoden
- Optimierung der motorischen Betriebsparameter auf synthetische Kraftstoffe
- Definition von Anforderungen an die synthetisch hergestellten Kraftstoffe
Prozessanalyse
- Die Forschung von P2F ist nicht primär am chemischen Endprodukt ausgerichtet
- Ziel ist ein Verfahrenskonzept zur Erreichung einer effizienten Umwandlungskette mit entsprechendem Gesamtwirkungsgrad
- Life-Cycle-Assessment (LCA) zur ökologischen Gesamtbewertung der Prozesse
- Techno-ökonomische Analysen zur Bewertung der Umsetzbarkeit der Konzepte
Beteiligte Professuren
Fakultät für Mathematik, Informatik und Naturwissenschaften - Fakultät 1
Institut für Technische und Makromolekulare Chemie (ITMC)
Lehrstuhl für Technische Chemie und Petrolchemie
Institutsleiter: Univ.-Prof. Dr. rer. nat. Walter Leitner
ITMC
Lehrstuhl für Heterogene Katalyse und Technische Chemie
Institutsleiterin: Univ.-Prof. Dr. rer. nat. Regina Palkovits
ITMC
Lehrstuhl für Materialien und Prozesse für elektrochemische Energiespeicher und -wandler (FZ Jülich)
Institutsleiter: Univ.-Prof. Dr. rer. nat. Rüdiger-Albert Eichel
FZ-Jülich
Fakultät für Maschinenwesen - Fakultät 4
Aachener Verfahrenstechnik (AVT)
Lehrstuhl für chemische Verfahrenstechnik (AVT.CVT)
Institutsleiter: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Matthias Wessling
Lehrstuhl für Systemverfahrenstechnik (AVT.SVT)
Institutsleiter: Univ.-Prof. Alexander Mitsos, Ph. D.
AVT
Lehrstuhl für Brennstoffzellen
Institutsleiter: Univ.- Prof. Dr.-Ing. Detlef Stolten
FZ-Jülich
Lehrstuhl für technische Thermodynamik (LTT)
Institutsleiter: Univ.-Prof. Dr.-Ing. André Bardow
LTT
Lehrstuhl für Verbrennungskraftmaschinen (VKA)
Institutsleiter: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Stefan Pischinger
VKA
Ansprechperson
Dipl.-Wirt.-Ing. Benedikt Heuser
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