Sauerstoffabtrennung mittels Keramik Pellets Entwicklung einer durch Abwärme betriebenen Methode zur Sauerstofferzeugung mittels Sauerstoffspeichermaterialien und Dampfzirkulationsverfahren
03. November 2026
Online, 13:00 - 15:00 Uhr
In energieintensiven Industrien wie Stahlwerken oder der Ziegel-, Glas- und Keramikindustrie fallen große Mengen an Hochtemperatur-Abwärme an, die bisher oft ungenutzt bleibt. Gleichzeitig besteht dort ein immenser Bedarf an Sauerstoff. Der vorgestellte Prozess verbindet diese Aspekte, indem er Abwärme zur thermischen Sauerstoffabtrennung nutzt.
Das innovative Verfahren basiert auf gemischtleitenden Perovskit-Keramiken (Oxygen Storage Materials, OSM), die als robuste Pellets eingesetzt werden. Funktional ähnelt es der Hochtemperatur-Pressure-Swing-Adsorption (HT-PSA), weist aber durch den internen Wasserdampf-Zirkulationsprozess entscheidende Vorteile auf:
- Hohe Sauerstoffreinheit (> 98 Vol.-%) ohne Fremdgase wie Ar, CO2 oder N2
- Einfache Abtrennung des Sauerstoffs vom Wasserdampf durch Kondensation
- Sehr geringer zusätzlicher Elektroenergiebedarf und hohe Robustheit
- Geringe Investitionskosten im Vergleich zu MIEC-Membranverfahren
Die dezentrale, vor-Ort-Erzeugung von Sauerstoff spart Transport- und Lagerkosten. Zudem eröffnet das Verfahren enormes Potenzial für Oxyfuel-Prozesse: Durch Sauerstoffanreicherung lassen sich Primärbrennstoffe einsparen, NOx-Emissionen reduzieren und CO2 effizient für CCS-Verfahren abtrennen. Dies schafft neue Geschäftsfelder und Wettbewerbsvorteile, insbesondere für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) in den Bereichen Anlagenbau, Industrieofenbau und Gasbereitstellung.
Bild 1: Miniwaben aus Sauerstoffspeichermaterial
Bild 2: Schema des verwendeten Teststandes
Bild 3: Mögliche Anwendung in einem Oxyfuel‐Prozess
Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS
Hochtemperaturmembranen und -speicher
TU Bergakademie Freiberg
Institut für Wärmetechnik und Thermodynamik
DBI - Gastechnologisches Institut gGmbH Freiberg
Fachgebiet Gasverfahrenstechnik
Khajryan, Kabriil and Kühn, Michael and Hoffmann, Robert and Markuske, Katrin and Storch, Thomas and Grab, Thomas and Kircheisen, Robert and Ravkina, Olga and Kriegel, Ralf and Fieback, Tobias Michael, Oxygen Production in a Packed-Bed System Using Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ (BSCF 5582) Mini-Honeycomb Oxygen Storage Materials and Steam as Sweep Gas. Available at SSRN: https://ssrn.com/abstract=7000198 or http://dx.doi.org/10.2139/ssrn.7000198
Kabriil Khajryan, Robert Hoffmann, Thomas Storch, Thomas Grab, Robert Kircheisen, Olga Ravkina, Ralf Kriegel, Tobias Fieback, Oxygen production using monolithic Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ membranes and steam as sweep gas, Journal of Membrane Science, Volume 740, 2026, 124939, ISSN 0376-7388, https://doi.org/10.1016/j.memsci.2025.124939
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Frau Patricia Gersch
Tel.: 069 7564-215