Eisenbasierte Fischer-Tropsch-Synthese von höheren Alkoholen - Katalysatorentwicklung, -skalierung und Prozessintegration

Das Bestreben zur Defossilisierung verschiedener Industriezweige bedingt die intensive Erforschung nachhaltiger Power-to-X-Verfahren zur Herstellung chemischer Produkte aus erneuerbar bereitgestelltem Synthesegas. Neben synthetischen Kraftstoffen steht die Produktion hochwertiger Chemikalien wie höherer Alkohole im Fokus. Für die Synthese dieser Produktgruppe liegt bisher kein technisch anwendbarer Katalysator vor. Die Entwicklung eines solchen ist Gegenstand dieser Arbeit.
Dazu werden zunächst an pulverförmigen eisenbasierten Fischer-Tropsch-Katalysatoren verschiedene elektrochemische und strukturelle Promotoren hinsichtlich ihrer Auswirkung auf Umsatz und Selektivität evaluiert. Zudem werden wegweisende Ergebnisse zur Katalysatorformgebung für die Anwendung in einfach skalierbaren, industriellen Festbettreaktoren aufgezeigt. Als Grundlage für eine zukünftige techno-ökonomische Bewertung des Gesamtprozesses werden für den entwickelten, optimierten Formkatalysator Regressionsmodelle zur Identifizierung vielversprechender, technisch-relevanter Betriebspunkte parametrisiert und die Prozessintegration mit Restgasrückführung in einem semi-technischen Setup demonstriert.