Helmholtz Programmforschung

Das Institut für Mikroverfahrenstechnik beteiligt sich an den Forschungsprogrammen der Helmholtz-Gemeinschaft ("programmorientierte Förderung", PoF), deren Inhalte sich an den forschungspolitischen Vorgaben der Bundesregierung orientieren und die gemeinsam mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus anderen Helmholtz-Zentren durchgeführt werden. 

In der aktuellen 3. Phase der PoF leistet das IMVT wichtige Beiträge zu den im Helmholtz-Forschungsbereich Energie angesiedelten Programmen "Speicher und vernetzte Infrastrukturen (SCI)" und "Energieeffizienz, Materialen und Ressourcen (EMR)" sowie zu dem im Forschungsbereich Schlüsseltechnologien beheimateten Programm "Science and Technology of Nanosystems (STN)". Der Schwerpunkt liegt dabei auf modularen intensivierten Reaktoren und integrierten Verfahren zur Umwandlung von erneuerbarem Strom und Kohlendioxid in speicherfähige chemische Energieträger und Basisprodukte für die stoffumwandelnde Industrie ("Power-to-Molecules"). Eingeschlossen sind hier die Erforschung neuer Katalysatormaterialien und deren Anwendung in mikrostrukturierten Reaktoren ebenso wie die mathematische Modellierung und Simulation aller relevanten Reaktions- und Transportprozesse und die Prozesssimulation zur Verfahrensoptimierung und -bewertung, z.B. im Rahmen von Lebenszyklusanalysen.

​Im Programm SCI koordiniert das IMVT das Topic "Synthetische Kohlenwasserstoffe", in dem es mit dem Institut für Katalyseforschung und -technologie (IKFT) am KIT und dem Institut für Technische Thermodynamik (ITT) des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Stuttgart zusammenarbeitet. Gegenstand der Forschung in diesem Topic sind katalytische Verfahren zur Umwandlung von Elektrolyse-Wasserstoff aus erneuerbaren Energien mit Kohlendioxid zu flüssigen Kohlenwasserstoffen und Oxygenaten. Schwerpunkte des IMVT liegen dabei

  1. auf der Vereinfachung und Effizienzsteigerung der Verfahren, insbesondere durch Schließung von Stoffkreisläufen und durch optimierte Wärmeintegration,
  2. auf der Entwicklung intensivierter Prozesskomponenten und
  3. auf der Demonstration integrierter Power-to-Fuels-Verfahren unter dynamischen Bedingungen in transportablen, modular aufgebauten Container-basierten Anlagen.

Im Programm EMR beteiligt sich das IMVT zusammen mit dem Institut für Hochleistungsimpuls- und Mikrowellentechnologie (IHM) sowie dem Institut für Angewandte Materialien-Werkstoffe der Elektrotechnik (IAM), beide am KIT, an dem vom Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) koordinierten Topic "Energieeffiziente Prozesse". Hier liegen die Arbeitsschwerpunkte des IMVT zum einen auf der Weiterentwicklung und Anwendung orts- und zeitaufgelöster Analysenmethoden, um Grundlagen für ein verbessertes Detailverständnis verfahrenstechnischer Prozesse zu schaffen. Zum anderen soll das Potenzial mikrostrukturierter Apparate für Effizienzsteigerungen chemischer Verfahren anhand relevanter Anwendungsbeispiele demonstriert werden.

Im Programm STN beteiligt sich das IMVT an der grundlagenorientierten Forschung in den Bereichen "Nanokatalyse" und "Nanomembranen". In der Nanokatalyse wird ein wissensbasierter Ansatz zur Entwicklung hierarchisch strukturierter Katalysatoren und Reaktoren verfolgt, der für die katalytische Partialoxidation von Kohlenwasserstoffen und für die Direktsynthese von Wasserstoffperoxid als zwei industriell bedeutsame Beispielreaktionen demonstriert werden soll, und zu dem das IMVT mit neuartigen Mikroreaktoren beiträgt. Im Bereich Nanomembranen werden photokatalytisch aktive anorganische Beschichtungen auf porösen Membranen zur Eliminierung von Mikroschadstoffen in Wasser und für selektive organische Synthese untersucht. 

zuletzt aktualisiert am 1.3.2018