Im Rahmen der Energiewende in der Bundesrepublik Deutschland steigt der Anteil erneuerbarer Energien im Versorgungssystem stetig an. Dies impliziert Herausforderungen und Chancen, insbesondere im Umgang mit Überhängen in der Stromproduktion. 

• Power-to-Chemicals (P2Chem) Prozesse, die Strom zur Herstellung von hochwertigen Chemikalien nutzen.
• Kombination verschiedener Komponenten wie katalytische Reaktoren oder Elektrolysezellen.
• Synthesegas (SG) als Zielprodukt Erzeugung von Basischemikalien wie Methanol, Ameisensäure oder Phosgen (je nach Niveau der H_2-zu-CO-Zusammensetzung).

Es gibt eine große Anzahl denkbarer Verschaltungen zwischen Reaktions- und Separationsschritten zur Konversion auftretender stofflicher Gemische. Wir möchten erstmals systematisch und mithilfe moderner Mathematik untersuchen, welche Varianten von P2Chem unter welchen Rahmenbedingungen sinnvolle Beiträge zur Nutzung erneuerbarer Energie zur Chemieproduktion leisten können. Als besondere Herausforderung sehen wir die kombinatorische Vielfalt an möglichen Verschaltungen einzelner Komponenten, deren transiente Dynamiken durch gewöhnliche und/oder partielle Differentialgleichungen beschrieben werden. Wir möchten neue Methoden zur deterministischen Lösung von gemischt-ganzzahligen nichtlinearen Optimierungsproblemen entwickeln, die besonders auf die angesprochene Problemklasse zugeschnitten sind.

Weitere Informationen finden Sie unter: 
https://www.tu-chemnitz.de/mathematik/wire/projects/p2chem.php.

Teilprojekte

• 05M18NMA | Teilprojekt 1: Mathematische Modellierung von P2Chem | Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg
• 05M18NMA | Teilprojekt 2: MINPL Algorithmus für P2Chem | Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg
• 05M18NMA | Teilprojekt 3: Modellreduktion | Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg
• 05M18OCB | Teilprojekt 4: Effiziente Numerik für relaxierte Teilprobleme | Technische Universität Chemnitz