Plasma

Im Rahmen des HGF Programms MTET „Materials and Technologies for the Energy Transition“ im Topic 3: Chemical Energy Carriers arbeite das IHM im Verbund mit dem IMVT und dem IPP in Garching auf dem Gebiet der Plasmachemie.

Hierzu betreibt das IHM ein Forschungslabor für mikrowellenunterstützte Plasmen bei atmosphärischem Druck mit modernen Diagnosemethoden (OES, FTIR, Mikrowelleninterferometrie), um das physikalische Verständnis solcher Plasmen zu verbessern und neuen Konzepte zu entwickeln. Dazu werden unter anderem moderne, Halbleiterbasierte Mikrowellenquellen benutzt, welche einen gepulsten Betrieb mit Pulszeiten bis in den ns-Bereich erlauben.   

Ein Fokus der Arbeiten liegt in der plasmagestützten Aufspaltung von CO₂ in CO, woraus mit H₂ aus der Elektrolyse in einem nachgeschalteten Fischer-Tropsch-Verfahren synthetische Brennstoffe herstellbar sind. Im Vergleich zu allen anderen Plasmaprozessen zeigen die Mikrowellenplasmen bisher die höchsten Wirkungsgrade.

Durch den Betrieb mit ultrakurzen Mikrowellenpulsen und mithilfe spektroskopischer Methoden mit einer Zeitauflösung im ns-Bereich konnten erstmal Nicht-Gleichgewichtszustände in atmosphärischen CO₂-Plasmen nachgewiesen werden. Darüber hinaus zeigt der gepulste Betrieb deutliche Vorteile hinsichtlich der Konversion und Energieeffizienz bei der CO₂ Aufspaltung.