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China Petroleum &amp; Chemical Corporation (Sinopec) hat ein Wasserstoffdemoprojekt in der autonomen Region Innere Mongolei gestartet (<link href="#nadc20234133294-fig-0001">Foto). Das Projekt umfasst die Stromerzeugung aus Windkraft und Photovoltaik, die Stromübertragung und -umwandlung sowie die H2-Erzeugung durch Wasserelektrolyse, H2-Speicherung und H2-Transport. Sinopec investiert dafür etwa 5,7 Mrd. Yuan (0,771 Mrd. Euro).<figure xml:id="nadc20234133294-fig-0001"><label>1</label><h2 type="figureName">Abb.</h2><img alt="image" src="https://media.graphassets.com/oImKdr8lSBWmSnxuFTW3">Zum Projektstart versammeln sich alle Beteiligten. Foto: Sinopec</figure>

Sinopec

Wasserstoffprojekt gestartet

China Petroleum & Chemical Corporation (Sinopec) hat ein Wasserstoffdemoprojekt in der autonomen Region Innere Mongolei gestartet (Foto). Das Projekt umfasst die Stromerzeugung aus Windkraft und Photovoltaik, die Stromübertragung und -umwandlung sowie die H2-Erzeugung durch Wasserelektrolyse, H2-...

F&uuml;r den Wettbewerb Chemplant entwickelten Studierendengruppen Konzepte und Verfahren, die Phosphor zur&uuml;ckgewinnen. Bei Chemcar triumphierten nicht die schnellsten Autos, sondern solche, die eine bestimmte Strecke fahren und dann von selbst bremsen. Bonuspunkte gab es f&uuml;r clevere und sichere Ideen.
Eine chemische Reaktion beschleunigte das Fahrzeug Glorious Blue und hielt es gezielt nach zehn Metern an. Gebaut hat es das Studierendenteam Spektronics der Universit&auml;t Surabaya in Indonesien. Das Team ging als Sieger des Wettbewerbs Chemcar und mit 2000 Euro Preisgeld nach Hause. Bei dem Wettbewerb fahren Miniaturautos eine kurz vorher ausgeloste Distanz und stoppen dann autonom. Ausschlie&szlig;lich (bio-)chemische Reaktionen treiben die Fahrzeuge an.
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<figcaption><label>Abb.1: </label>Das Vehikel der Erstplatzierten, Spektronics 22 aus Indonesien. Foto: Johnny Phuong/VDI-kjVI</figcaption>
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Im Schwesterwettewerb Chemplant konzipierten Studierende dieses Jahr Prozesse und Anlagen, die Phosphatd&uuml;nger r&uuml;ckgewinnen. 16 Teams von 13 Hochschulen hatten Verfahrenskonzepte eingereicht, die bioverf&uuml;gbaren Phosphor produzieren sollen.
<h2 type="main">Phosphatd&uuml;nger aus Urin</h2>
Die Sieger:innen des KIT proklamieren in ihrer Pr&auml;sentation &bdquo;how urine can feed the world&ldquo;. Sie wollen Urin sammeln, der bei Gro&szlig;veranstaltungen und Bauernh&ouml;fen anf&auml;llt. Darauf folgen Prozessschritte, die bestehende Bauteile in Kl&auml;ranlagen einbeziehen. So m&ouml;chten sie schlie&szlig;lich festen Phosphatd&uuml;nger erzeugen, gewannen aber zun&auml;chst 2000 Euro Preisgeld. Vor ihnen hatte schon der deutsche Alchemist Hennig Brand im Jahr 1669 Phosphor in Urin gefunden, diesen allerdings wenig pflanzenfreundlich als wei&szlig;en Phosphor isoliert.
Landwirte bringen Phosphate zurzeit fl&auml;chendeckend als Teil des Kl&auml;rschlamms auf deutschen Feldern aus &ndash; und mit ihm Schwermetalle und organische Schadstoffe. In manchen Bundesl&auml;ndern ist Kl&auml;rschlamm auf &Auml;ckern deshalb nicht mehr erlaubt. Urin dagegen bewerben die Studierenden des KIT als schwermetallarm, gestehen aber ein, dass der Prozess beim Konzentrieren viel Energie ben&ouml;tige.
Eine Handvoll L&auml;nder baut einen gro&szlig;en Teil der mineralischen Phosphatvorkommen ab, allen voran China, Marokko, die USA und Russland. Die EU hat dagegen keine mineralischen Phosphorquellen und ist auf Phosphate aus Sekund&auml;rquellen wie Kl&auml;rschlamm angewiesen.
<h2 type="main">Phosphatsammelnde Bakterien</h2>
Die Zweitplatzierten der TU Dortmund lassen ein Bakterium f&uuml;r sie arbeiten, das Phosphat aus Schweineg&uuml;lle anreichern soll. Beggiatoa leptomitoformis lagert Phosphat aus der G&uuml;lle als Polyphosphat in das Zellinnere ein. Nachdem die Bakterien das Phosphat geerntet haben, werden sie von der G&uuml;lle getrennt. Bei h&ouml;herer Temperatur schleusen sie das Phosphat wieder aus der Zelle aus.
Aus Kl&auml;rschlamm wollen die Drittplatzierten von der RWTH Aachen Phosphorverbindungen gewinnen. Hydrothermale Karbonisierung macht aus Biomasse in wenigen Stunden Kohle, wof&uuml;r die Natur Zehntausende bis Millionen von Jahren ben&ouml;tigt. Ihre Folgeprozesse extrahieren die Phosphorverbindungen aus der Kohle und wandeln diese zu Superphosphat um. Das bei der thermalen Karbonisierung anfallende Prozesswasser verarbeiten sie zu Stickstoffd&uuml;nger und Biodiesel.
<h2 type="main">Das sagt das Umweltbundesamt</h2>
Das Umweltbundesamt h&auml;lt besonders zwei Methoden f&uuml;r aussichtsreich, um Phosphor in D&uuml;ngemittelqualit&auml;t zur&uuml;ckzugewinnen: Nasschemische Verfahren sind g&uuml;nstig und liefern bioverf&uuml;gbares Phosphat. Allerdings gewinnen sie lediglich 5 bis 30 Prozent des Phosphors zur&uuml;ck. Der organische Anteil enth&auml;lt oft Schadstoffe. Thermische Verfahren zerst&ouml;ren diese Schadstoffe und gewinnen 90 Prozent des Phosphors zur&uuml;ck, sind aber teuer.
Die kreativen jungen Verfahrensingenieure (kjVI) der VDI-Gesellschaft Verfahrenstechnik und Ingenieruwesen (GVC) veranstalten Chemplant seit 2018. Dieses Jahr geht der Wettbewerb in eine neue Runde. Anmeldeschluss ist der 10. April 2023, kurz danach wird die neue Aufgabe bekannt gegeben. Schwerpunkte sind Prozess- und Anlagenplanung, Nachhaltigkeit sowie Digitalisierung und Industrie 4.0.
<h2 type="main">Auto mit Sauerstoffantrieb</h2>
Fast alle Gef&auml;hrte beim Chemcar-Wettbewerb treibt Gasdruck an. Das Siegergef&auml;hrt Glorious Blue tankt Wasserstoffperoxid &ndash; je mehr H2O2, desto weiter kommt das Fahrzeug. Nur 16 Zentimeter fehlten zur Punktlandung auf den geforderten zehn Metern. Das Team injizierte eine FeCl3-L&ouml;sung, die die Disproportionierung von H2O2 zu H2O und O2 katalysiert. Der O2-Druck baut sich zun&auml;chst auf und wird durch ein elektrisches Bauteil verz&ouml;gert abgelassen. O2 verdr&auml;ngt Wasser, das eine Turbine antreibt, die schlie&szlig;lich das Auto bewegt.
Drei der f&uuml;nf Fahrzeuge sind dieses Jahr gar nicht losgefahren. Lediglich das zweitplatzierte Team Lama der TU Berlin hat an der Einmeterlinie gekratzt. Als B-Note erhielten die Teams Punkte f&uuml;r Sicherheitskonzepte, Innovation und Pr&auml;sentation. Carmpagner der RWTH Aachen &uuml;berzeugte dort und sicherte sich so den dritten Platz. Expandierendes CO2 treibt beide Fahrzeuge an.
Der Stoppmechanismus war Namensgeber f&uuml;r den Wagen Silver Arrow der TU Dortmund. Beim Start dr&uuml;ckt eine Pipette Glucose in ein Reagenzglas mit Silbernitrat-L&ouml;sung, wodurch sich in einer Tollens-Reaktion elementares Silber abscheidet. Eine Reflexionslichtschranke unterbricht daraufhin den Stromkreis des Antriebs. Je mehr Glucose, desto fr&uuml;her sollte der Wagen halten, da sich das Silber schneller ablagert.
F&uuml;r Chemcar sind ebenfalls die kjVI verantwortlich. Stattgefunden hat der Wettbewerb im September 2022 bei der Processnet-Jahrestagung in Aachen.
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<figure><img alt="image" src="https://media.graphassets.com/NPD33gssREWRak8ZwLgn" />
<figcaption><label>Abb.2: </label>Organisatorin Ljuba Woppowa (Mitte) und das Team Kapure vom KIT Karlsruhe mit Linda Elmlinger, Katharina Adolf, Eric Bahne und Hanna H&uuml;lsmann (v. l.). Foto: Philipp Graefe/KIT.</figcaption>
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Luca Blicker ist Volont&auml;r bei den Nachrichten aus der Chemie und zieht Kleinstw&auml;gen brachialen Luxusschlitten vor.
<ul class="references" cited="no" xml:id="nadc20234133751-bibl-0001">
<li xml:id="nadc20234133751-bib-0001">1 <a href="https://vdi.de/tg-fachgesellschaften/vdi-gesellschaft-verfahrenstechnik-und-chemieingenieurwesen/chemplant" target="_blank" rel="noopener">vdi.de/tg-fachgesellschaften/vdi-gesellschaft-verfahrenstechnik-und-chemieingenieurwesen/chemplant</a></li>
<li xml:id="nadc20234133751-bib-0002">2 Umweltbundesamt: <a href="https://t1p.de/hjb8d" target="_blank" rel="noopener">t1p.de/hjb8d</a></li>
<li xml:id="nadc20234133751-bib-0003">3 <a href="https://vdi.de/tg-fachgesellschaften/vdi-gesellschaft-verfahrenstechnik-und-chemieingenieurwesen/chemcar" target="_blank" rel="noopener">vdi.de/tg-fachgesellschaften/vdi-gesellschaft-verfahrenstechnik-und-chemieingenieurwesen/chemcar</a></li>
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Sinopec

Wasserstoffprojekt gestartet

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