INnovaTive Enzymes and polyionic-liquids based membRAnes as CO2 Capture Technology (INTERACT)

Um die mit CO2-Abscheidungsprozessen verbundenen Kosten zu senken, wurden in diesem Projekt verschiedene Massnahmen zur Prozessintensivierung untersucht und weiterentwickelt. Als erste Maßnahme wurden Möglichkeiten zur Verbesserung des Stofftransportes mittels intensivierten Apparaten, insbesondere Membrankontaktoren und rotierende Stoffaustauschmaschinen, untersucht, um eine Prozessintensivierung auf technologischer Ebene zu erreichen. Von diesen Technologien wird erwartet, dass sie aufgrund deutlich vergrößerter und stabilisierter volumenspezifischer Grenzflächen wesentlich kompaktere und flexiblere Prozesse bieten, was zu Einsparungen bei den Kapitalkosten führen kann. Um eine energieeffizientere CO2-Abtrennung zu ermöglichen, wurde als zweite Maßnahme zur Realisierung der Prozessintensivierung der Einsatz neuartiger Absorptionsmaterialien unterscuht, die das Potenzial erheblicher Einsparungen bei den Betriebskosten bieten. Ein vielversprechender Kandidat für neuartige Absorptionsmaterialien ist das Enzym Carboanhydrase, das die Absorptionsrate von bikarbonatbildenden Lösungsmitteln drastisch erhöht. Dies erleichtert die Verwendung kinetisch begrenzter, aber thermodynamisch günstiger Absorptionsmittel, die das Potenzial für Verbesserungen der Energieeffizienz bieten. Synergien aus der Kombination beider Ansätze der Prozessintensivierung können die Prozessleistung weiter verbessern und wurden daher ebenfalls untersucht, um die energieeffizientesten CO2-Abscheidungsverfahren zu identifizieren. Als wesentliches Ergebnis dieses Projekts wurde ein Portfolio von innovativen, intensivierten und effizienten Prozessen geschaffen, die auf den verschiedenen experimentell und theoretisch untersuchten Maßnahmen der Prozessintensivierung basieren. Dieses Portfolio ist ein Beitrag zur zukünftigen Entwicklung von energieeffizienten und intensivierten CO2-Abscheidungsprozessen.

Kooperationspartner: DTU, KU Leuven, IICH Pan, Sintef, Novozymes, IK4 Cidetec, Solvionic, Supren

Gefördert durch: FP7 der EU über Prof. Dr.-Ing. Andrzej Górak (2013-2017) - Projektmanager und Leitender Forscher an TU Dortmund ab 2015

Website und Projektbericht 


Publikationen:

  • Leimbrink, M. and Kunze, A.-K. and Hellmann, D. and Górak, A. and Skiborowski, M. (2015). Conceptual Design of Post-Combustion CO2 Capture Processes - Packed Columns and Membrane Technologies. Computer Aided Chemical Engineering. 37 1223--1228. [doi] [www] [BibTex]
  • Leimbrink, M. and Limberg, T.-L. and Kunze, A.-K. and Skiborowski, M. (2016). Effiziente CO2-Abtrennung durch enzymatische Reaktivabsorption. Chemie-Ingenieur-Technik. 88 (9), 1382. [doi] [www] [BibTex]
  • Leimbrink, M. and Tlatlik, S. and Salmon, S. and Kunze, A.-K. and Limberg, T. and Spitzer, R. and Gottschalk, A. and Górak, A. and Skiborowski, M. (2017). Pilot scale testing and modeling of enzymatic reactive absorption in packed columns for CO2 capture. International Journal of Greenhouse Gas Control. 62 100--112. [doi] [www] [BibTex]
  • Leimbrink, M. and Sandkämper, S. and Wardhaugh, L. and Maher, D. and Green, P. and Puxty, G. and Conway, W. and Bennett, R. and Botma, H. and Feron, P. and Górak, A. and Skiborowski, M. (2017). Energy-efficient solvent regeneration in enzymatic reactive absorption for carbon dioxide capture. Applied Energy. 208 263--276. [doi] [www] [BibTex]
  • Leimbrink, M. and Neumann, K. and Kupitz, K. and Górak, A. and Skiborowski, M. (2017). Enzyme Accelerated Carbon Capture in different Contacting Equipment - A Comparative Study. Energy Procedia. 114 [doi] [www] [BibTex]
  • Leimbrink, M. and Limberg, T. and Kunze, A.-K. and Skiborowski, M. (2017). Different Strategies for Accelerated CO2 Absorption in Packed Columns by Application of the Biocatalyst Carbonic Anhydrase. Energy Procedia. 114 [doi] [www] [BibTex]
  • Kim, T.-J. and Lang, A. and Chikukwa, A. and Sheridan, E. and Dahl, P. I. and Leimbrink, M. and Skiborowski, M. and Roubroeks, J. (2017). Enzyme Carbonic Anhydrase Accelerated CO2 Absorption in Membrane Contactor. Energy Procedia. 114 [doi] [www] [BibTex]
  • Wierschem, M. and Leimbrink, M. and Skiborowski, M. and Heils, R. and Smirnova, I. and Górak, A. (2018). CHAPTER 10: Enzymatic Reactive Absorption and Distillation. RSC Green Chemistry. 2018-January (55), 210--248. [doi] [www] [BibTex]
  • Mackowiak, J. F. and Syringa, K. and Thomas, A. and Leimbrink, M. and Skiborowski, M. and Górak, A. and Mackowiaka, J. (2018). Absorption of carbon dioxide using enzyme activated amine solution in columns with random packings. Chemical Engineering Transactions. 69 115--120. [doi] [www] [BibTex]
  • Leimbrink, M. and Nikoleit, K. G. and Spitzer, R. and Salmon, S. and Bucholz, T. and Górak, A. and Skiborowski, M. (2018). Enzymatic reactive absorption of CO2 in MDEA by means of an innovative biocatalyst delivery system. Chemical Engineering Journal. 334 1195--1205. [doi] [www] [BibTex]