Aktuelles Förderprojekt

Full-scale Demonstration of Replicable Technologies for Hydrogen Combustion in Hard to Abate Industries - The Aluminium use-case (H2AL)

Motivation

© Leber T, Madeo S, Tonnesen T, Telle R. Corrosion of bauxite-based refractory castables and matrix components in hydrogen containing atmosphere. Int J Ceramic Eng Sci. 2022; 4: 16–22.
Einfluss von Wasserstoff (10 % H2 in Ar) auf kommerzielles Feuerfestmaterial: T0: 24 h, 1.500 °C, Luft; T1: 24 h, 1.100 °C, 10 % H2 T2: 24 h, 1.500 °C, 10 % H2 T3: 72 h, 1.500 °C, 10 % H2

Für das europäische Ziel ei­ner De­kar­bo­ni­sie­rung ihrer In­dus­trie­stand­orte wer­den mach­ba­re Lö­sun­gen be­nö­tigt, die re­la­tiv kurz­fris­tig um­setz­bar sind und sich auf ei­nen gro­ßen Maß­stab ska­lie­ren las­sen. Ei­ne die­ser Lö­sun­g ist es, Erdgas durch Was­ser­stoff als Energieträger zu ersetzen und damit die Treibhausgasemissionen von schwer dekarbonisierbaren Industrien (HTAI: hard-to-abate industries) zu reduzieren.

Im Rahmen des EU-Projekt H2AL soll am Beispiel des Aluminium-Recyclings die Möglichkeiten erarbeitet werden, Erdgas durch Wasserstoff (H2) zu ersetzen, den CO2-Ausstoß zu reduzieren und den globalen Kampf gegen den Klimawandel voranzutreiben. Durch die Entwicklung innovativer Lösungen wird der Weg für eine sauberere, grünere Zukunft geebnet.

Zielsetzung

Das übergeordnete Ziel des H2AL-Projekts besteht darin, eine Reihe von Technologien (z. B. Brenner, feuerfestes Material, Sensoren) in bestehende Öfen von 2A-Anlagen so nachzurüsten, dass für den Aluminiumbarren- und internen Schrottrecyclingprozess Gießereien mit bis zu 100 % H2 betrieben werden können. So soll untersucht werden in wie weit das derzeit bei Ergasverbrennung verwendete Feuerfestmaterial weiter verwendet oder entsprechend angepasst werden muss, um den bei der Wasserstoffverbrennung geänderten Bedingungen wie erhöhtem Wasserdampf und einer höheren Flammengeschwindigkeit Rechnung zu tragen.

Lösungsweg

© Fraunhofer-Zentrum HTL
TOM_II am Fraunhofer ISC/HTL zur Auslagerung von Feuerfestwerkstoffen unter H2-Verbrennungsatmosphäre bis 1.200 °C

In einem ersten Schritt werden aktuell verwendete Feuerfestmaterialien getestet und charakterisiert und auf ihre Korrosionsstabilität gegenüber einer künstlichen Wasserstoffverbrennungsatmosphäre untersucht. Zusätzlich werden andere hochmoderne feuerfeste Materialien mit potenziell besserer Korrosionsbeständigkeit  basierend auf einer Literaturrecherche ausgewählt und parallel getestet. Korrosionstests werden mit Thermo-Optischen Messgeräte (TOM) durchgeführt. Ein Fokus wird auf den Einfluss von Wasserdampf und Wasserstoff gelegt. Neben Materialkennwerten werden die feuerfesten Materialien mittels REM, CT und XRD untersucht. Dies wird Grundlage für die Definition potentiell neuer Materialzusammensetzungen mit verbesserter Leistung hinsichtlich Korrosionsbeständigkeit, Haltbarkeit und Lebensdauer unter H2-Verbrennungsbedingungen sein.

Projektdaten

Projektlaufzeit 1.1.2024 bis 31.12.2027
Förderung Europäische Union (FKZ: 101137610)
Fördersumme HTL 817.000 Euro
Organisation
Verbundprojekt (Horizion JU Innovation Actions)
Projektpartner Université Libre de Bruxelles, Fraunhofer-Zentrum HTL,  2A SPA, Nippon Gases Industrial SRL, Fundacion Tecnalia Research & Innovation, GHI Hornos Insustriales, Gas-Wärme-Institut Essen e.V., Bluenergy Revolution SCRL, EKW GmbH, European Aluminium
Projektkoordination Université Libre de Bruxelles
Projektleitung am HTL Dr. Alexander Konschak