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Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Erarbeitung und tiefgreifende Durchdringung der physikochemischen Prozesse eines kompakten Reaktorkonzeptes zur effizienten Methanisierung von CO2 uber einen breiten Betriebsbereich. Dieses Konzept dient dazu, als Teil eines neuartigen PtSNG-Prozesses eingesetzt zu werden. Dabei wird die Reaktionswarme der CO2-Methanisierung zur Dampferzeugung genutzt, welcher in einer Hochtemperatur-Dampfelektrolyse elektrochemisch zu H2 umgesetzt wird. Um bei der CO2 -Methanisierung eine effektive Reaktionskontrolle und einen moglichst vollstandigen Umsatz der Edukte zu erreichen, wurde eine detaillierte Untersuchung und Optimierung der ablaufenden Transportprozesse durchgefuhrt. Diese Untersuchungen der komplexen Wechselwirkungen erfolgten numerisch und experimentell. Final wird ein Methanisierungsmodul vorgestellt, das mit gekuhlten Festbettreaktoren seine Eignung als Teil einer neuartigen PtSNG-Verschaltung bestehend aus CO2-Methanisierung und Hochtemperatur-Dampfelektrolyse demonstriert.

Detaillierte Untersuchung des Wärme- und Stofftransports in einem Festbett-Methanisierungsreaktor für Power-to-Gas Anwendungen