Für die Umwandlung und Nutzung von abgelegenen kleinen Fördermengen an Erdgas sowie der stofflichen Nutzung von Biomasse werden neue effiziente Verfahren und kompakte (mobile) Anlagen benötigt, um eine wirtschaftlich rentable Umwandlung zu speicherfähigen, transportablen Wertprodukten mit hoher spezifischer Energiedichte zu ermöglichen. Die Biomassekonvertierung soll darüber hinaus das Landschaftsbild möglichst wenig beeinflussen – die Anlagen sollten möglichst klein sein. Erdgas, welches auf Erdölplattformen bei der Förderung von Öl anfällt, sollte nicht wie bisher üblich verbrannt werden um die Auswirkung auf den Treibhauseffekt zu minimieren (Methan besitzt einen 20-fach höheren Treibhausgaseffekt als das Verbrennungsprodukt CO₂).

Mikroreaktoren schaffen ideale Voraussetzung für die Erhöhung der Effizienz und können wärmetechnische Limitierungen bei Reaktionen zur Synthese von nutzbaren Kraftstoffen oder Chemikalien überwinden. Um Apparate und Anlagen für mehrere 100 m³/h Synthesegas bauen zu können, arbeitet das Institut für Mikroverfahrenstechnik an den Grundlagen zur Katalysatorintegration in Mikroreaktoren, den optimalen Reaktionsbedingungen sowie am Scale-up der Reaktoren vom Labor auf den Technikumsmaßstab.

Im speziellen Fall der Synthesegaserzeugung wird besonders am Reaktordesign für eine optimierte autotherme Reaktionsführung gearbeitet, d.h. Erdgas wird partiell oxidiert und mit Hilfe von Wasserdampf zu H₂ umgesetzt, um den Reaktor ohne Kühlung oder Heizung betreiben zu können. Darüber hinaus gibt es Querverknüpfungen zu den Themen Gastrennung mit Pd-Membranen, Reformierung von Methan. Die Kopplung von exothermer Methanverbrennung und endothermer Dampfreformierung mit integrierter Membranabtrennung wird zur weiteren Prozessoptimierung eingesetzt.

Laborreaktor für die autotherme Synthesegaserzeugung im Betrieb bei 1000°C beim Forschungspartner SINTEF/NTNU