Perowskit-Hohlfasermembranen für die katalytische Partialoxidation von Methan zu Synthesegas

Die Kombination einer Membran mit einer katalytischen Reaktion in einem Membranreaktor ist eines der Konzepte multifunktionaler Reaktoren zur Prozessintensivierung. Eine industriell besonders interessante Anwendung ist dabei die Darstellung von Synthesegas durch partielle Oxidation von Methan zu Kohlenmonoxid und Wasserstoff, wobei der Sauerstoff durch eine gemischtleitende Perowskit‐Membran aus Luft zudosiert wird. Es ist gelungen, entsprechende Perowskit‐Membranen als Hohlfasern mit einer volumenbezogenen Membranfläche von bis zu 500 m 2 /m 3 durch einen ökonomischen Spinnprozess zu entwickeln. Unter Laborbedingungen konnten langzeitstabil Synthesegas (CO, H 2 ) mit einer CO‐Selektivität von 95 % bei 95 % CH 4 ‐Umsatz erzeugt und die Ergebnisse durch eine detaillierte mathematische Modellierung beschrieben werden.