Gruppe "Hochtemperatur-Wärmespeicher und Prozesstechnik"

Im KArlsruhe Liquid Metal LAboratory (KALLA) werden Flüssigmetalle für chemische Prozesse bei Temperaturen bis jenseits von 1000°C eingesetzt. Aufgrund ihrer herausragenden Wärmeübertragungseigenschaften, aber auch anderer Merkmale wie bspw. eine vergleichsweise hohe Dichte, die bestimmte Trenneffekte begünstigt, eignen sich Flüssigmetalle als Wärmeträger- und Prozessfluid. Die aktuell untersuchten Einsatzmöglichkeiten von Flüssigmetallen in der Prozesstechnik am KALLA sind u.a. die CO₂-freie Herstellung von Wasserstoff durch thermochemische Spaltung von Methan in flüssigem Zinn und die Verwendung von dampfförmigem Natrium als Katalysator in der wasserfreien Herstellung von Formaldehyd für synthetische Kraftstoffe. Die Kombination der Methanpyrolyse mit weiteren Prozessschritten zur Herstellung von Carbon Black aus atmosphärischem CO₂ ist ein Beispiel für eine Prozesskette, bei der sog. Negative Emissions Technologies (NET) als Basis für Wertprodukte dienen.

Am KALLA werden im Labor- und Pilotmaßstab Reaktionsmechanismen von Hochtemperaturprozessen mit Flüssigmetallen untersucht und Reaktorkonzepte entwickelt. Forschungsschwerpunkte sind dabei unter anderem der Wärmeübergang im Flüssigmetall und die Blasen- und Fluiddynamik in Flüssigmetall-Blasensäulenreaktoren.

Weitere Forschungsergebnisse finden Sie in aktuellen Publikationen.
Mehr Information zu den aktuellen Projekten finden Sie unter:  NECOC, DECAGAS.

Im Rahmen der Energiewende kommt der Speicherung von Energie eine große Bedeutung zu, da viele erneuerbare Quellen wie Sonne und Wind natürlichen Schwankungen unterliegen, verursacht durch Tages- und Jahresgänge, aber auch durch Wetterbedingungen. Speicher sind der Schlüssel zur Kompensierung dieses schwankenden Angebots und einer bedarfsgerechten Energiebereitstellung. Mit Hilfe von Flüssigmetallen ist es möglich, Wärme auch bei sehr hohen Temperaturen, jenseits von 600°C zu speichern, die typisch für industrielle, oft energieintensive Hochtemperaturprozesse sind. Sie können außerdem eingesetzt werden, um zum Beispiel eine effiziente großskalige Stromspeicherung mittels Strom-Wärme-Strom-Speicherung in einem Kraftwerksprozess zu ermöglichen und damit eine Flexibilisierung des Energiesystems zu realisieren. Mehr Informationen finden Sie auf unserem  Datenblatt

In der KIT Nachwuchsgruppe „Wärmespeicher auf Flüssigmetallbasis – Schlüssel für CO₂-freie Hochtemperaturprozesse“ soll die technische Umsetzbarkeit von Festbettspeichern mit Flüssigmetallen als Wärmeträgermedium gezeigt werden. Hierzu untersuchen wir im Experimentierbetrieb Wärmespeichersysteme vom Labor- bis zum Pilotmaßstab, testen den Einsatz von Komponenten (Pumpen, Ventilen) für den Kreislaufbetrieb und entwickeln in diesem Zuge eigene Messtechnik für die Messungen im strömenden Flüssigmetall. Die Arbeiten werden durch umfassende numerische Simulation der komplexen Stoff- und Wärmetransportvorgänge in den Wärmespeichersystemen komplettiert.

Derzeit wird am KALLA der Hochtemperatur-Kreislauf LIMELIGHT (Liquid Metal Loop for High Temperatur Tests) aufgebaut. Im Rahmen des BMWK-Projekts LIMELISA sollen hier Ventile und eine Pumpe des Projektpartners KSB SE in 700°C heißem Blei untersucht werden.

Weitere Forschungsergebnisse finden Sie in aktuellen Publikationen.
Mehr Information zu aktuellen Projekten: LIMELISA, StoRIES, RISEnergy, SPP Carnot Batteries.

Sie haben Interesse, uns im Rahmen eines Forschungsaufenthaltes zu besuchen? Wir sind eine Infrastruktur des H2020 Projekts StoRIES und freuen uns über Ihre Anfrage, uns über die Möglichkeit eines Trans National Access zu besuchen. Bitte kontaktieren Sie dazu Dr. Klarissa Niedermeier (klarissa.niedermeier∂kit.edu).

Kontakt:

Dr.-Ing. Klarissa Niedermeier
Phone +49 721/608-26902
klarissa.niedermeier∂kit.edu
 

Messepodcast zur Hannover Messe: „Klarissa Niedermeier – Wärmespeichertechnologien und ihr Potential“
https://open.spotify.com/episode/26j2h7KGTG6gpur78FalzJ?si=CuWwsTlhTWGtkGhmiuUrjQ
https://podcasts.apple.com/ca/podcast/klarissa-niedermeier-w%C3%A4rmespeichertechnologien-und/id1739744455?i=1000652664835

ResearchGate: https://www.researchgate.net/profile/Klarissa-Niedermeier
Linkedin: https://www.linkedin.com/in/klarissa-niedermeier/
MTET Picture a Scientist - Portrait Klarissa Niedermeier: https://www.mtet.kit.edu/803.php