Ein neues Forschungsprojekt zur wissensbasierten Entwicklung von Eisenoxiden für die Entschwefelung und Abgasreinigung bei CO₂-neutralen Biogas-Motoren startete am 01.07.2018. Das Forschungsvorhaben wird durch Fördermittel der Sächsischen Aufbaubank (SAB) sowie der Europäischen Union finanziert. Im Rahmen des neuen Projekts soll in Kooperation mit dem DBI – Gastechnologisches Institut gGmbH Freiberg die Absicherung der zukünftigen CO₂-neutralen Energieerzeugung aus Biogas mittels stationärer Magermotoren ermöglicht werden.

Für die Gewinnung von Strom und Wärme findet zunehmend Biomethan als Brennstoff Anwendung, so etwa bei dezentralen Blockheizkraftwerken für Wohn- und Geschäftsgebäude. Blockheizkraftwerke werden in der Regel mit Gasmotoren der Leistungsklassen 2 kW bis 1500 kW und Wirkungsgraden bis rund 95 % betrieben. Beim Einsatz von Biomethan ist allerdings dessen relativ hoher H₂S-Gehalt (bis zu 30 ppm) problematisch, der zur Schädigung des Motors und zur Emission von umweltschädigendem Schwefeldioxid (SO₂) führt. Weiterhin resultiert aus der Biomethanverbrennung ein erhöhter Ausstoß an toxischem Formaldehyd (CH₂O), während unverbranntes Methan (CH₄) erheblich zum Treibhauseffekt beiträgt (Faktor 25 gegenüber CO₂). Daher muss das Biomethan zur langfristigen Absicherung der CO₂-neutralen Energieerzeugung zwingend entschwefelt und das Abgas von Formaldehyd und Methan gereinigt werden. 

Im Forschungsprojekt „FeKat“ soll eine ökonomisch sinnvolle und technisch effiziente Lösung durch den Einsatz von neuartigen Eisenoxiden entwickelt werden. Dieser Lösungsansatz beinhaltet zum einen die Verwendung von Eisenoxid zur H₂S-Adsorption direkt vor dem Motor und zum anderen den Einsatz eines Eisenoxid-Katalysators für die simultane Oxidation von CH₂O und CH₄ im Abgas stationär betriebener Gasmotoren.

Das wissenschaftlich-technische Ziel des Vorhabens ist daher die Entwicklung von hocheffizienten Eisenoxid-Materialien für die

• adsorptive Entfernung von Schwefelkomponenten (Teilprojekt DBI-GTI), insbesondere H₂S, aus Biomethan, bis zu einem Gehalt von 5 ppm - damit wird der Schädigung von Motor und Abgaskatalysator sowie der motorischen Emission von SO_x effizient entgegengewirkt

sowie die

• katalysierte Oxidation von CH₄ und CH₂O (Teilprojekt TUBAF) im Abgas von stationären Magermotoren, die mit dem entschwefelten Biomethan betrieben werden. Der neuartige Oxidationskatalysator soll den Ausstoß der beiden Schadgase entsprechend den gesetzlichen Anforderungen der TA Luft bis auf maximal 80 ppm limitieren und bei gängigen Abgastemperaturen (450 - 500 °C) aktiv sein. Eine spezielle Regelung von Motor oder Reinigungsstufe ist infolgedessen nicht erforderlich.