No Emission CO2 to Solid Carbon: Innovative NECOC Technologie zur Erzeugung von wirtschaftlich verwertbarem, festem Kohlenstoff
Fester Kohlenstoff wird als industrieller Rohstoff etwa bei der Produktion von Batterien, in der Farbindustrie oder auch bei der Herstellung von Baustoffen eingesetzt. Bislang stammt er meist aus fossilen Quellen und wird unter Freisetzung enormer CO2-Emissionen produziert. Mit dem NECOC-Verfahren (No Emissions through converting Carbon Dioxide to Carbon) entwickeln Forschende Instituts für Thermische Verfahrenstechnik (TVT) und des Karlsruher Flüssigmetalllabors (KALLA) mit Industriepartnern einen klimafreundlichen Produktionsweg, bei dem aus dem klimaschädlichen Treibhausgas ein wirtschaftlich wertvolles Produkt wird und somit einen wertvollen Beitrag zum Aufbau eines geschlossenen Kohlenstoffkreislaufes darstellt.
Herzstück der Technologie ist der innovative, flüssmetallbasierte Reaktor, der in der Forschungsgruppe seit vielen Jahren erforscht und weiterentwickelt wird. Details zur den wissenschaftlichen Arbeiten finden Sie unter den unten verlinkten Projekthomepages und in unseren unten aufgelisteten Publikationen. Die Verwendung von flüssigem Zinn als Reaktormedium ermöglicht einen verblockungsfreien Betrieb bei gleichzeitiger in-situ Kohlenstoffabtrennung auf Grund der Dichtedifferenz zwischen Metall und Kohlenstoffpulver.
News
Im Herbst 2025 ziehen die Forschenden ein freudiges Resümee: das optimierte Anlagendesign und die erarbeitete Konstruktion des keramischen Reaktordesigns ermöglichten einen Betrieb des Systems von über sechs Monaten. Ein wichtiger Schritt in Richtung industrieller Umsetzung des Verfahrens. Der Betrieb lieferte erkenntnisreiche Einblicke in das Verhalten der Komponenten unter Langzeithochtemperaturbelastung sowie wechselnde Betriebspunkte und den Betrieb im Stand-by-Modus.
Die Promovierende Marie D. Gutsch besuchte in diesem Jahr die renommierte Fachkonferenz für Kohlenstoff „The World Conference on Carbon“. Diese fand vom 29.06.2025 bis 04.07.2026 in Saint Malo in Frankreich statt. Die spannenden Einblicke in die Welt der Kohlenstoffforschung wurden durch den Kontakt mit internationalen Forschenden und neue Impulse und Ideen aus dem Fachpublikum ergänzt. Marie Gutsch stellte in ihrem Fachvortrag „Characterization of Carbon Materials from Methane Pyrolysis in a Liquid Metal Bubble Column Reactor” die aktuellen Ergebnisse des von der Vektorstiftung finanzierte Projekts BioNECH₂ vor.
Übersicht über die Projekte
Direkte Wiederverwertung von nicht oder nur schwer vermeidbarem CO2 aus Gießerei-Abgasströmen mittels Direct Circular Carbon
Gefördert durch das Ministerium für Wirtschaft, Industrie, Klimaschutz und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen
Projektstart: 01.12.2025
(laufend)
Pyrolyse von Biogas zur Erzeugung von CO2-Negativem Kohlenstoff (C) und Wasserstoff (H2)
Gefördert durch die Vector Stiftung
Projektstart: 01.11.2013
(laufend)
Schaffung NEgativer Emissionen durch Auftrennung von atmosphärischem CO2 in wirtschaftlich verwertbaren Kohlenstoff (C) und Sauerstoff (O2)
Gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie
Projektlaufzeit: 01.12.2019 - 30.09.2023
(abgeschlossen)
Preise und Auszeichnungen
Gips Schüle Preis
Film der Gips-Schüle-Stiftung über die Preisträger
Die Stuttgarter Gips-Schüle-Stiftung würdigte das Verbundvorhaben NECOC mit dem renommierten Gips-Schüle-Forschungspreis. Die Preisverleihung fand am 24. Oktober 2023 in Stuttgart statt, wo Mitarbeitende des TVT und des KALLA den Preis freudig entgegennahmen. Weitere Informationen finden Sie in der KIT-Pressemitteilung , der Pressemitteilung der Gips-Schüle-Stiftung und der Pressemitteilung des BMWK.
Nominierung für den NEO2024
Wir freuen uns über die Anerkennung unserer Leistung durch die Nominierung für den Innovationspreis der Technologie Region Karlsruhe “NEO2024”. Auch wenn sich unser Projekt am Ende nicht gegen die anderen herausragenden und spannenden Projekte durchsetzen konnte, bedanken wir uns für den eindrucksreichen und unterhaltsam gestalteten Abend, den wir am 05.12.2024 im SWR-Medienzentrum in Baden-Baden verbringen durften.
Publikationen
| 2025 | N. Uhlenbruck u. a., „A Carbon Capture and Utilization Process for the Production of Solid Carbon Materials from Atmospheric CO2 – Part 1: Process Performance“, ChemSusChem, Bd. 18, Nr. 5, 2025, doi: doi.org/10.1002/cssc.202401779 |
| N. Uhlenbruck u. a., „A Carbon Capture and Utilization Process for the Production of Solid Carbon Materials from Atmospheric CO2 – Part 2: Carbon Characterization“, ChemSusChem, Bd. 18, 2025, doi: doi.org/10.1002/cssc.202401780 | |
| 2024 | C. Hofberger u. a., „Technical Aspects of Natural Gas Pyrolysis in Liquid Metal Bubble Column Reactors“, Energy Tech, S. 2400183, Juli 2024, doi: 10.1002/ente.202400183 |
| L. Stoppel u. a., „Technology Development for the Pyrolysis of Hydrocarbons in Liquid Metal“, Chemie Ingenieur Technik, Bd. 96, Nr. 1–2, S. 30–35, Jan. 2024, doi: 10.1002/cite.202300107 | |
| 2023 | C. Hofberger u. a., „Natural Gas Pyrolysis in a Liquid Metal Bubble Column Reaction System—Part II: Pyrolysis Experiments and Discussion“, Hydrogen, Bd. 4, Nr. 2, S. 357–372, Juni 2023, doi: 10.3390/hydrogen4020025 |
| C. Hofberger u. a., „Natural Gas Pyrolysis in a Liquid Metal Bubble Column Reaction System—Part I: Experimental Setup and Methods“, Hydrogen, Bd. 4, Nr. 2, S. 295–306, Mai 2023, doi: 10.3390/hydrogen4020021 | |
| I. Duran u. a., “CO2 impact on methane pyrolysis as a key issue of using biogas as an educt - theoretical study.”, International Journal of Energy Research, ID 3684046, 2023., doi: 10.1155/2023/3684046 | |
| 2022 | N. Uhlenbruck, B. Dietrich, C. Hofberger, L. Stoppel, und T. Wetzel, „Methane Pyrolysis in a Liquid Metal Bubble Column Reactor: A Model Approach Combining Bubble Dynamics with Byproduct and Soot Formation“, Energy Tech, Bd. 10, Nr. 11, S. 2200654, Nov. 2022, doi: 10.1002/ente.202200654 |
| 2020 | B. Dietrich, „Vom Treibhausgas zum high-tech-Rohstoff – BMWi-Forschungsprojekt NECOC.“, gwf Gas + Energie, Vulkan-Verlag, 11-12/2020 |
| 2017 | L. Stoppel, T. Fehling, T. Geißler, E. Baake, und T. Wetzel, „Carbon dioxide free production of hydrogen“, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, Bd. 228, S. 012016, Juli 2017, doi: 10.1088/1757-899x/228/1/012016 |
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