ACHEMA 2018

••• 18••• Innovationen Dezentral und skalierbar Elektrochemische Herstellung von Wasserstoffperoxid A n der Entwicklung und Ver- besser ung der elektro - chemischen Herstellung von Wasserstoffperoxid arbeiten Wissenschaftler des Fraunhofer ICT. Die Herstellung des Wasser- stoffperoxids erfolgt dabei auf elektrochemischem Wege durch partielle Reduktion von Luftsau- erstoff, wobei als Rohstoffe be- ziehungsweise Ausgangsmateri- alien neben elektrischem Strom und Luftsauerstoff nur Wasser eingesetzt wird. Letzteres ist auch das einzig mög- liche Nebenprodukt. Im Prozess wurden bereits Stromausbeuten bis zu 63 Prozent demonstriert. Für die weitere Nutzung des er- zeugten H 2 O 2 ist dessen Konzent- ration maßgeblich. Die bisherigen Ergebnisse weisen darauf hin, dass Konzentrationen bis circa 0,5 Gewichtsprozent direkt elekt- rochemisch erreicht werden kön- nen, was circa 5000 mg/l oder ca. 2 650 ppm entspricht. Dies reicht für viele Anwendungen bereits aus, zum Beispiel in der Abwasser- reinigung mittels Femton-Prozess. Für höhere Konzentrationen wur- de am Fraunhofer ICT ein ankop- pelbarer Aufkonzentrierungspro- zess entwickelt. Hintergrund Wasserstoffperoxid (H 2 O 2 ) ist ei- ne wichtige Chemikalie in chemi- schen Großprozessen und damit sehr interessant für eine Vielzahl von Anwendungen. Zum Beispiel wird es als biologische, umwelt- schonende Wasserreinigung zur Trinkwasseraufbereitung in Kri- sengebieten eingesetzt, zur Ab- wasserreinigung in Krankenhäu- sern und Kläranlagen oder auch als Waschmittelzusatz in der Tex- tilreinigung zum Bleichen, Aufhel- len und zur Fleckenentfernung. Derzeit wird Wasserstoffperoxid überwiegend großtechnisch und somit an vergleichsweise weni- gen zentralen Punkten weltweit – im sogenannten Anthrachinon- Verfahren – hergestellt. Einen alternativen Herstellungsweg bietet die elektrochemische Ge- nerierung, welche eine dezentra- le und skalierbare Vor-Ort-Erzeu- gung von Wasserstoffperoxid ermöglicht. Neben der dezentralen Nutzung von Überschussstrom hat das den Vorteil der Minimierung der Trans- portrisiken für das ätzende H 2 O 2 , das durch das neue Verfahren bedarfsgerecht elektrochemisch hergestellt werden kann. Die Forscher präsentieren den elektrochemischen Reaktor und verfahrenstechnische Beispiele für Up- und Downstream-Prozes- se auf der ACHEMA in Halle 9.2 am Stand D66. Das neue Verfahren ist Teil des Fraunhofer-Leitprojektes „Strom als Rohstoff“ . Ein Ziel des Leitprojekts ist dabei die Verwer- tung von Strom aus erneuerbaren Quellen zur Gewinnung wichtiger Chemikalien jenseits des Wasser- stoffs. Elektrochemischer H 2 O 2 -Synthese-Stack Foto: Fraunhofer ICT Anzeige KNIELE KKM-RT 15/22,5 – Komplett in Edelstahl Labor-Intensivmischer KKM-RT 15/22,5 mit integriertem Rheometer und Tribometer Der KNIELE KKM-RT 15/22,5 kombiniert einen Labor-Intensivmi- scher mit einem Rheometer, welches die rheologischen Eigenschaften des Mischgutes entweder in relativen oder aber in absoluten Einheiten lie- fert. Eine Mischersonde zur Feuch- tebestimmung und eine Dosierein- heit für die Zugabe flüssiger und trockener Komponenten erweitern den Leistungsumfang und ermög- lichen automatisierte Parameterstu- dien zur Mischungsentwicklung. Für klassische Mischversuche wie die Bestimmung des Ausbreitma- ßes, Setzfließmaß, VdZ-Trichter, LCPC-Box werden im bewährten und bekannten Mischverfahren im KNIELE-Konusmischer KKM je- de Art, Menge und Qualität eines Mischgutes hergestellt. Materialaustrag und Reinigung des Mischers: – Das Mischgut fällt im freien Fluss der Schwerkraft nahezu vollständig aus dem Mischer. – Durch die geometrische Form des Konusmischers gestaltet sich die Reinigung ebenso einfach wie schnell. Bei geschlossener Mischer- klappe wird der Mischer einfach mit hoher Geschwindigkeit gespült. Mischwerkzeug: Zur Erhöhung der Mischintensität wurde das bewährte Mischwerk- zeug des Konusmischers opti- miert. Mit der Anordnung von kurzen Stiften an den Außenkan- ten der Mischpaddel werden die Desagglomeration von Feinststof- fen und die Vereinzelung feiner Fasern deutlich verbessert und beschleunigt. Antriebe und Funktion als Rheometer (relative Messwerte): – Einsatz eines Synchron-Torque- Antriebes als Direktantrieb für niedrigste Drehzahlen bzw. Drehmomenten. – Oszillierende Messungen mit schnellen Drehrichtungswech- seln. Funktion als Rheometer zur Bestimmung von Messwerten in absoluten Einheiten: – Drehzahlgeführter Modus – Drehmomentgeführter Modus – Oszillierende Messung mit sinus- förmigem Drehrichtungswechsel Funktion als Tribometer: – Prüfung der Pumpfähigkeit eines Mischguts. Mischersonde: – Messung der veränderlichen Ei- genfeuchte, so dass die Flüssig- keitszufuhr gesteuert und kont- rolliert werden kann. Kamera zur Beobachtung des Mischvorgangs. KNIELE GmbH Gemeindebeunden 6 88422 Bad Buchau Tel. +49 (0)7582 9303-0 Fax +49 (0)7582 9303-30 info@kniele.de · www.kniele.de Halle 6.0 • Stand E7 Gesamtdarstellung inkl. Hubvorrichtung NeueProdukte&HighlightszurACHEMA Mischerwerkzeug mit Schnellwech- selsystem