Schaumkeramik als Katalysatorsystem

Offenzellige Schaumkeramik wird am Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme in Dresden entwickelt und getestet. Forschungsziel ist die Entwicklung eines Katalysatorsystems zur Realisierung eines Reformers für ein Hochtemperatur-Brennstoffzellensystem. Die Temperaturbeständigkeit von Siliziumcarbid erlaubt den Einsatz der Schäume im Temperaturbereich bis 1200 °C. Durch die katalytische Funktionalisierung der Schaumoberfläche wird ein Katalysatorsystem erzeugt, in dem die Einzelschritte der katalytischen Reaktion ablaufen können. Die Beschichtung der Schäume mit einer Aktivkomponente wird durch das Verfahren der Porenvolumenimprägnierung erreicht. Schaumkeramiken besitzen eine hohe offene Porosität von bis zu 90 %. Bei der experimentellen Untersuchung der partiellen Oxidation von Methan wurde in einem Versuchsreaktor ein kleinerer Druckverlust gegenüber einer Referenzwabe gemessen. Die hervorragende Wärmeleitfähigkeit (100 W/mK) der offenzelligen Schaumkeramik verstärkt zudem dieWärmeleitung über die Stege der porösen Struktur. Durch eine räumliche Strukturierung des Katalysatorsystems kann der Transport thermischer Energie im Reaktionsraum und über die Reaktorgrenzen gesteuert werden. Die untersuchten Katalysatorsysteme aus Schaumkeramik ermöglichen eine Prozessintensivierung bei gleichbleiben der Produktqualität