Keramische Membranen

Für die Herstellung von asymmetrischen keramischen Kapillarmembranen haben wir ein Nassspinnverfahren etabliert, mit dessen Hilfe sich Kapillaren mit Außendurchmessern zwischen 0,5 bis 4 Millimetern bei Wandstärken von 50 bis 500 μm produzieren lassen. In einem ersten Schritt stellen wir Mikrofiltrationsmembranen her, die dann durch eine Beschichtung mit selektiven Schichten modifiziert werden können.

Neben Oxidkeramiken können auch andere Keramiken (z. B. SiC) und sogar Metalle (z. B. rostfreier Stahl) verarbeitet werden. Die Produktionskapazitäten reichen von nur wenigen Metern im Labormaßstab bis hin zur Produktion in Pilotanlagen.

Wenn funktionelle Keramiken wie Perovskit verwendet wird, können wir durch Sinterprozesse dichte Kapillarmembranen herstellen. Die Geometrie der Kapillaren lässt sich dabei sowohl durch verschiedene Spinndüsen als auch durch Spinnparameter beeinflussen. Durch solche gemischten ionischen und elektronisch leitende Materialien können wir eine hohe Sauerstoffpermeation erreichen. Durch den Gittertransport von Sauerstoff im dichten Material geht die Selektivität von O2 bis N2 gegen unendlich. Daher sind dichte Perovskit-Kapillaren als Membranen für die Synthesegasproduktion (Gaspartialoxidation), zur Produktion von reinem O2 oder für den Oxyfuel-Prozess von Interesse.

Unsere Forschung

Keramische Hohlfasermembranen

 

Keramische Kapillaren werden für die Filtration von Flüssigkeiten in der Lebensmittel-, chemischen und Pharmaindustrie verwendet. Für solche Anwendungsfelder entwickelt das Fraunhofer IGB keramische Hohlfasermembranen mit einer hohen Packungsdichte.

Sauerstoffleitende Perowskit-Kapillarmembranen

 

In den vergangenen Jahren sind leitfähige Perowskitmischungen als Membranmaterialien für die selektive Abtrennung von Sauerstoff aus Luft-Gas-Gemischen verstärkt in den Fokus der Forschung gerückt.

Dichte Metallmembranen zur Wasserstoffreinigung

 

Membranen zur Abtrennung von Wasserstoff aus anderen Gasen.

Perowskit-Kapillarmembranen in einem CO2-Plasma