Basistechnologien für die Fusion – Modul A
FuelMem
Keramische Membranen für die kontinuierliche Tritiumaufbereitung im Brennstoffkreislauf von Fusionskraftwerken
Motivation
Tritium (T) und Deuterium (D) sind die vielversprechendsten Brennstoffe für Fusionskraftwerke. In der Fusionsreaktion wird nur ein Teil des T umgesetzt (in Kraftwerken, basierend auf magnetischem Einschluss ca. 0,3 bis 3%), weshalb der Brennstoff im Kreis geführt werden muss. T muss im laufenden Kraftwerksbetrieb erzeugt werden (breeding), wobei T-haltige Gasmischungen entstehen. Weiteres T diffundiert in den Kühlkreislauf. Für den kontinuierlichen und ökonomischen Betrieb von Fusionskraftwerken ist die effiziente und kostengünstige Abtrennung und Rückführung von T essenziell.
Ziele und Vorgehen
Ziel des vorliegenden Projektes FuelMem ist die Entwicklung eines Membranverfahrens für die zuverlässige, kostengünstige und kontinuierliche T-Abtrennung im Brennstoffkreislauf von Fusionskraftwerken. Dafür sind nanoporöse keramische Membranen (Kohlenstoff, Zeolith, metallgedopte Membranen) einschließlich skalierbarer, keramischer Träger sowie Mixed-Matrix-Membranen zu entwickeln. Deren Eignung ist für die T/He-Trennung in der Gasphase und für die Abtrennung von T-haltigem Wasser aus der He-Gasphase sowie die notwendigen Verfahrensparameter zu untersuchen sowie deren Wirtschaftlichkeit für Fusionskraftwerke zu prüfen.
Innovation und Perspektiven
Es entstehen neuartige Membranen und Membranverfahren zur T-Abtrennung und -Rückführung in Fusionskraftwerken. Nach weiteren Skalierungs- und Einsatzuntersuchungen stünde im Erfolgsfall ein Verfahren zur Verfügung, dass im Vergleich zu den bisher untersuchten klassischen Verfahren, wie Adsorption oder kryogene Destillation, kontinuierlich, energiesparend und ökonomisch ist.
PROJEKTDETAILS
Projektlaufzeit: 01.11.2025 - 31.10.2028
Projektvolumen: 1,8 Mio. Euro (zu 87,4 % durch das BMFTR gefördert)
Projektvolumen: 1,8 Mio. Euro (zu 87,4 % durch das BMFTR gefördert)
PROJEKTKOORDINATION
Dr. Hannes Richter
Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme (IKTS)
Michael-Faraday-Str. 1
07629 Hermsdorf
✉ hannes.richter@ikts.fraunhofer.de
Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme (IKTS)
Michael-Faraday-Str. 1
07629 Hermsdorf
✉ hannes.richter@ikts.fraunhofer.de
PROJEKTPARTNER
Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme (IKTS)
Hermsdorf
DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH
Leipzig
Karlsruher Institut für Technologie (Großforschungsaufgabe)
Eggenstein-Leopoldshafen
Hermsdorf
DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH
Leipzig
Karlsruher Institut für Technologie (Großforschungsaufgabe)
Eggenstein-Leopoldshafen
