Reaktor im Reaktor im Schuhkarton

Im BMWK-Verbundprojekt „3D-PROCESS“ entwickeln Forscherinnen und Forscher von Evonik, KIT und Siemens neuartige Reaktoren, die in einen Schuhkarton passen. Am KIT sind die Institute IMVT, IKFT und ITCP an dem Projekt beteiligt. Die 3D-gedruckten Reaktoren sollen den Ressourceneinsatz und den Energiebedarf chemischer Prozesse reduzieren. Ein mögliches Einsatzgebiet ist die chemische Synthese komplexer Moleküle, zum Beispiel für pharmazeutische Wirkstoffe. Bei der Herstellung von Basischemikalien wie Methanol bietet der 3D-Druck den Vorteil, dass mehrere Funktionen (Reaktion, Heizung, Kühlung, Wärmerückgewinnung, Kondensation) in einem Reaktor integriert werden können. Das Besondere: Die Reaktoren bestehen nur aus einem Material - das vereinfacht das Recycling. Die Funktion der Bauteile beruht allein auf der Formgebung. Der digitale Designprozess reicht von der Modellierung des thermodynamischen Prozesses bis zur Geometrieoptimierung auf Basis von CAD oder generativem Design -- unter Einbeziehung von KI und multiphysikalischer 3D-Simulation. Exakt ausgelegte thermofluidische Geometrien ermöglichen eine maximale Wärmeintegration. Maximale Wärmeintegration bedeutet hohe Energieeffizienz des Prozesses. Auf der Formnex im November 2024 gewann das Konsortium unter der Führung von Evonik und Siemens den „Formnex Design Award“.