Fraunhofer-Institut für Mikrotechnik und Mikrosysteme IMM
Die Umstellung des weltweiten Energiesektors von fossilen auf kohlenstofffreie Energieträger bis zur zweiten Hälfte dieses Jahrhunderts ist eine wesentliche Voraussetzung für die Begrenzung des Klimawandels. Aufgrund der schwankenden Verfügbarkeit von erneuerbaren Energiequellen wird die Energiespeicherung in naher Zukunft noch wichtiger werden. Die Kapazität von chemischen Energiespeichern ist um Größenordnungen höher als die von Batterien. Wasserstoff ist ein solches Speichermedium, wobei Wasserstoffträger wie Methanol und Ethanol, synthetische Kohlenwasserstoffe wie Methan (Erdgas), flüssige Kohlenwasserstoffgemische mit höherem Molekulargewicht als Ersatz für Kerosin oder Diesel und, was derzeit weithin diskutiert wird, Ammoniak erhebliche Vorteile in Bezug auf Leistungsdichte und Speicherbedingungen haben. Dennoch wird die Gewinnung von Wasserstoff aus verschiedenen Kohlenwasserstoffträgern durch katalytische Umwandlung, die so genannte Kraftstoffaufbereitungstechnik, absehbar zu einem der zentralen Verfahren der zukünftigen Energietechnik werden.
Das Fraunhofer IMM hat sich seit Anfang des Jahrtausends zur weltweit leistungsstärksten außeruniversitären Forschungseinheit auf dem Gebiet der Brennstoffaufbereitung entwickelt. Die auf industrieller Auftragsforschung oder öffentlicher Förderung basierenden Projekte sind entlang der gesamten Technologiekette angelegt: Systemdesign, Prozesssimulation, Katalysatorentwicklung, Dauerhaltbarkeitstests, Reaktordesign, Entwicklung kostengünstiger Fertigungstechnologien, Systemsteuerung, Systemintegration und Systemtest. Die dynamische Wasserstoffversorgung für Brennstoffzellen, einschließlich der Reformierung von Erdgas, Flüssiggas, Methanol, Ethanol, Propylenglykol, Benzin, Kerosin und Diesel für stationäre und mobile Anwendungen in den Bereichen Flugzeugassistenz, maritime Anwendungen und landwirtschaftliche Fahrzeuge, Transport und Automotiv ist ein wichtiger Teil des Portfolios. Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen für kleine bis mittlere stationäre Lösungen, die Ammoniaknutzung für den Antrieb von Offshore-Schiffen und die Reduzierung von Kohlendioxid in industriellen Prozessen, die Nutzung von grünem Wasserstoff in Power-to-Gas-Anwendungen und die Reinigung von Reformat oder Abgasen sind weitere herausragende Projektbeispiele. Die Konstruktion, Realisierung und Erprobung hochkompakter mikrostrukturierter Reaktoren zur Brennstoffaufbereitung, Ammoniakspaltung und katalytischen Methanisierung, die zugehörige Katalysatortechnologie, der Aufbau kompletter Brennstoffprozessorsysteme und deren Kopplung mit Brennstoffzellen sowie schließlich die Automatisierung von Systemen mit und ohne Brennstoffzellen runden die Expertise ab.