Gastrennung

Erweiterte Suche

Als Gastrennung wird die Technik bezeichnet, verschiedene Gase zum Beispiel mit Hilfe von Membranen oder auf Grund ihrer physikalischen Eigenschaften (Siedepunkt/Masse) zu trennen.

Linde-Verfahren

Beim Linde-Verfahren wird ein Gasgemisch unter Druck gesetzt, abgekühlt und relaxiert, und dies so oft, bis die einzelnen Fraktionen nach ihrem Siedepunkt sortiert sich verflüssigen. Das Linde-Verfahren zur Gasverflüssigung setzt einen positiven Joule-Thomson-Koeffizienten voraus. Gase wie zum Beispiel He müssen unter die Inversionstemperatur vorgekühlt werden.

Membranverfahren

Hierbei werden Gase aufgrund ihrer Größe und/oder ihrer Affinität über Membranen getrennt. Im Vergleich zum kryogenen Linde-Verfahren ist die darstellbare Reinheit bei der Sauerstoff / Stickstoff Trennung über Membranen keine Konkurrenz. Sie stellt allerdings, wenn es nur um eine Anreicherung einer Komponente geht, eine energiesparende Alternative dar. So ist eine Reinheit von 99,5 % bei Stickstoff oft ausreichend, und es werden derzeit schätzungsweise 30 % des Stickstoffbedarfs über die Membrantechnik gedeckt. Eine weitere Anwendung finden Membranen in der Abscheidung von Kohlendioxid und Stickstoff/Wasserstoff. Membranen aus Multiblockcopolymeren, bestehend aus Polyethylenglycol (PEG) und Polyamid (PA), sind für Kohlendioxid leicht und schnell durchlässig, während sie für Stickstoff und Wasserstoff nur eine sehr geringe Durchlässigkeit aufweisen. Diese jüngst entwickelten Membranen könnten im sogenannten "emissionsfreien Kraftwerk" zum Einsatz kommen.

Gaszentrifugen

Gaszentrifugen trennen Gase mit Hilfe der Zentripetalkraft aufgrund ihrer Masseunterschiede.

Gaschromatographen

Im Gaschromatographen werden Gase durch Absorption/Desorption an einem Trägermaterial getrennt.

Anwendungsgebiete

  • Brennstoffzelle
  • Wasserstoffseparation für die Energiegewinnung
  • Aufreinigung von Biogasen, Deponiegasen und Erdgas (Abtrennung von CO2; H2S und Silanen)
  • Stickoxid-Minderung mittels Stickstoffanreicherung (RWTH Aachen)
  • Membranverfahren: Stickstoffgeneratoren, wie sie beispielhaft für die HPLC-MS-Kopplung eingesetzt werden, funktionieren nach diesem Prinzip.

Siehe auch

Literatur

  • R. Prasad, F. Notaro, D.R. Journal of Membrane Science, 62, 225 (1994)

Diese Artikel könnten dir auch gefallen

Die letzten News aus den Naturwissenschaften

24.01.2022
Satelliten | Raumfahrt | Astrophysik
James Webb Weltraumteleskop am Ziel
Die Wissenschaft kann möglicherweise bald erforschen, wie das Universum seinen Anfang nahm, denn das neue Weltraumteleskop James Webb hat seine Endposition erreicht.
17.01.2022
Quantenphysik | Teilchenphysik
Ladungsradien als Prüfstein neuester Kernmodelle
Ein internationales Forschungsprojekt hat die modernen Möglichkeiten der Erzeugung radioaktiver Isotope genutzt, um erstmals die Ladungsradien entlang einer Reihe kurzlebiger Nickelisotope zu bestimmen.
13.01.2022
Sonnensysteme | Planeten | Elektrodynamik
Sauerstoff-Ionen in Jupiters innersten Strahlungsgürteln
In den inneren Strahlungsgürteln des Jupiters finden Forscher hochenergetische Sauerstoff- und Schwefel-Ionen – und eine bisher unbekannte Ionenquelle.
12.01.2022
Schwarze Löcher | Relativitätstheorie
Die Suche nach einem kosmischen Gravitationswellenhintergrund
Ein internationales Team von Astronomen gibt die Ergebnisse einer umfassenden Suche nach einem niederfrequenten Gravitationswellenhintergrund bekannt.
11.01.2022
Exoplaneten
Ein rugbyballförmiger Exoplanet
Mithilfe des Weltraumteleskops CHEOPS konnte ein internationales Team von Forschenden zum ersten Mal die Verformung eines Exoplaneten nachweisen.
07.01.2022
Optik | Quantenoptik | Wellenlehre
Aufbruch in neue Frequenzbereiche
Ein internationales Team von Physikern hat eine Messmethode zur Beobachtung licht-induzierter Vorgänge in Festkörpern erweitert.
06.01.2022
Elektrodynamik | Quantenphysik | Teilchenphysik
Kernfusion durch künstliche Blitze
Gepulste elektrische Felder, die zum Beispiel durch Blitzeinschläge verursacht werden, machen sich als Spannungsspitzen bemerkbar und stellen eine zerstörerische Gefahr für elektronische Bauteile dar.
05.01.2022
Elektrodynamik | Teilchenphysik
Materie/Antimaterie-Symmetrie und Antimaterie-Uhr auf einmal getestet
Die BASE-Kollaboration am CERN berichtet über den weltweit genauesten Vergleich zwischen Protonen und Antiprotonen: Die Verhältnisse von Ladung zu Masse von Antiprotonen und Protonen sind auf elf Stellen identisch.
04.01.2022
Milchstraße
Orions Feuerstelle: Ein neues Bild des Flammennebels
Auf diesem neuen Bild der Europäischen Südsternwarte (ESO) bietet der Orion ein spektakuläres Feuerwerk zur Einstimmung auf die Festtage und das neue Jahr.
03.01.2022
Sterne | Elektrodynamik | Plasmaphysik
Die Sonne ins Labor holen
Warum die Sonnenkorona Temperaturen von mehreren Millionen Grad Celsius erreicht, ist eines der großen Rätsel der Sonnenphysik.