AeroKonti: Entwicklung eines kontinuierlichen Prozesses zur Herstellung von Aerogelen zur Steigerung der Energieeffizienz, Teilvorhaben: Konzeptionierung und Machbarkeitsprüfung eines kontinuierlichen Prozesses zur Herstellung von Aerogelen mittels überkritischer CO2-Extraktion

Description: Aerogele sind offenporige Festkörper mit Porengrößen im Bereich von wenigen zehn bis einigen hundert Nanometern, die eine extrem hohe spezifische innere Oberfläche (100 bis 2000 m2/g), sehr niedrige Wärmeleitfähigkeiten, hohe Schallabsorption und hohe Porositäten von bis zu 99% besitzen. Sie leisten bereits heute einen deutlichen Beitrag zur Energieeffizienz verschiedener Prozesse und können als bedeutsamer Wachstumstreiber in den unterschiedlichsten Branchen, insbesondere im Querschnitt zwischen Biotechnologie, Elektromobilität, Luft- und Raumfahrt sowie Materialentwicklung und Produktionstechnologie wirken. Das Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines erstmalig kontinuierlichen Prozesses zur Herstellung von Aerogelen mittels überkritischer CO2-Trocknung im Technikumsmaßstab. Bei der Entwicklung des Prozesses sollen für die folgenden einzelnen Prozessschritte - Gelierung, Lösungsmittelaustausch, überkritische Trocknung und Druckentspannung auf Umgebungsdruck - kontinuierliche Verfahren gefunden und deren apparative Realisierung entwickelt werden, um den Material- und Energieeinsatz zur Herstellung von Aerogelen zu reduzieren. Anhand von Ergebnissen aus Vorversuchen soll die Konzeption des Prozesses erfolgen. Hierbei sollen Möglichkeiten zur Prozessintegration, insbesondere zwischen Gelierung, Lösungsmittelaustausch und überkritischer Trocknung erkannt und unterschiedliche Prozessvarianten erstellt und beurteilt werden. Nach der Realisierung der Anlage im Technikumsmaßstab und dem proof-of-concept sollen anhand von Parameteranalysen die Auswirkungen von Prozess- und Betriebsparametern auf die Aerogeleigenschaften und die Prozessstabilität durch die TUHH untersucht werden. Im Folgenden soll durch die TUHH anhand der Versuchsergebnisse und der Modellierung des Prozesses soll eine Optimierung des Energiebedarfs und die Entwicklung von Scale-up Strategien erfolgen.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Schalldämpfung ? Kohlendioxid ? Machbarkeitsstudie ? Verfahrensoptimierung ? Wärmeleitfähigkeit ? Chemische Verfahrenstechnik ? Biotechnologie ? Chemisches Verfahren ? Energiebedarf ? Energieeinsparung ? Energieverbrauch ? Produktionstechnik ? Trocknung ? Verfahrenstechnik ? Modellierung ? Energieeffizienz ? Elektromobilität ? Energieeffizienzsteigerung ? Raumfahrt ? Luftfahrt ? Effizienzsteigerung ? Betriebsparameter ? Festkörperoberfläche ? Kontinuierliches Verfahren ? Porosität ?

Region: Hamburg

Bounding boxes: 9.99302° .. 9.99302° x 53.55073° .. 53.55073°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Geldgeber*in)
• Technische Universität Hamburg, Institut für Thermische Verfahrenstechnik V-8 (Betreiber*in)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)

Time ranges: 2017-08-01 - 2020-07-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: AeroKonti: Development of a continuous process for the production of aerogels to increase energy efficiency; Sub-project: Design and feasibility study of a continuous process for the production of aerogels by supercritical CO2-extraction
  Description: Aerogels are open-pore solids with pore sizes in the range of a few tens to several hundred nanometers. They have an extremely high specific internal surface area (100 to 2000 m2/g), very low thermal conductivities, high sound absorption and high porosities of up to 99%. They are already making a significant contribution to the energy efficiency of various processes and can act as a significant growth driver in a wide range of industries, particularly in the cross section between biotechnology, electromobility, aerospace, materials development and production technology. The aim of the project is the development of a first continuous process for the production of aerogels using supercritical CO2 drying on a pilot plant scale. During the development of the process, continuous processes are to be found for the following individual process steps - gelation, solvent exchange, supercritical drying and pressure relief to ambient pressure - and their implementation in terms of equipment is to be developed in order to reduce the material and energy input for the production of aerogels. Based on the results of preliminary tests, the process will be designed. Possibilities for process integration, in particular between gelation, solvent exchange and supercritical drying are to be identified and different process variants are to be created and evaluated. After the realization of the plant in pilot plant scale and the proof-of-concept, the effects of process and operating parameters on the aerogel properties and process stability will be investigated by TUHH by means of parameter analyses. In the following the TUHH will use the test results and the modelling of the process to optimise the energy demand and to develop scale-up strategies. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1074936

Status

Aktiv

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