フラウンホーファーの研究者とそのパートナーは、グリーンソーダプロジェクトにおいて、幅広い産業に不可欠なソーダを製造する革新的で環境に優しい方法を開発しました。このプロセスは、ブラインの双極電気透析に基づいています。イオン交換プロセスと二酸化炭素の添加により、グリーンソーダが生成されます。この技術は、工業拠点としてのドイツでの製造の強化にも役立ちます。

ソーダ灰としても知られる炭酸ナトリウムは、さまざまな産業分野で使用される必須の材料です。紙の製造、食品の保存、ガラスの製造、酸の中和に使用されます。

一般家庭でもベーキングパウダーの主成分として使われ、汚れ落としや排水管の洗浄剤としても使われています。そして、数字はこれを反映しています。ドイツの化学産業協会 Verband der chemischen Industrie (VCI) によると、約 210 万トンのソーダ灰と重炭酸ナトリウム2023年にはドイツのみで生産されるようになりました。

問題は、ソーダの製造で大量の二酸化炭素が排出されることです（1 トンあたり 800 キログラム）。塩分を含んだ廃水も副産物であり、水域の塩分濃度を高めます。

解決策は、気候に悪影響を与える二酸化炭素を排出しない、持続可能な新しい生産プロセスです。₂排出物や塩水廃水。

この方法は、フラウンホーファー セラミック技術システム研究所 IKTS が、グリーン ソーダ共同研究プロジェクトに取り組むパートナーと協力して開発しました。ドレスデン・ロッセンドルフのヘルムホルツツェントルムと地熱施設の運営者は、ソーダメーカーのQEMETICA Soda Deutschlandとともにプロジェクトパートナーとして参加しています。

クリーンプロセス: 双極電気透析

ソーダは 19 世紀以来、ソルベイ法を使用して製造されてきました。この方法では、コークスまたは石炭を使用して石灰石を燃焼させます。これにより二酸化炭素が生成され、さらに次の段階で塩水、アンモニア、石灰と反応して、炭酸ナトリウムただし、大量の塩化カルシウム廃水も発生します。

「私たちの方法は、問題のある基礎材料を使用しない、環境に優しい代替手段です」と技術電解グループマネージャーのハンス・ユルゲン・フリードリッヒ氏は説明します。地熱システムそしてフラウンホーファーIKTSの放射性核種研究室。

グリーン ソーダ法は、電気化学プロセス ルートに基づいています。この技術の中心となるのは、超薄膜を使用する双極電気透析です。これらの膜の細孔は非常に小さいため、個々のイオンのみが通過できます。

膜は、負に帯電したアニオンまたは正に帯電したカチオンのみを通過させることにより、交換媒体として機能します。これは、プロセス中に、塩と水の混合物（ブライン）が水酸化ナトリウムと塩酸に分解されることを意味します。

水酸化物は、水と接触すると水酸化ナトリウムを形成する塩状の化合物です。次に、COのとき₂に追加されます水酸化ナトリウム、最終製品はソーダです。

「これにより、噴出することなく炭酸ナトリウムを生成できるようになります。」温室効果ガス有害な産業廃水を大気中に放出せず、川や他の水域の塩分濃度を上昇させません」とフリードリッヒ氏は言う。

フラウンホーファーの研究者らは、化石燃料の使用を排除するために、結晶化と乾燥のプロセスに地熱エネルギーを利用することも計画している。

二酸化炭素削減

研究者らはプロジェクトパートナーと協力して、二酸化炭素を供給するパイロットプラント規模のシステムに取り組んでいる。₂バイオガスシステムまたは工業用燃焼プロセスからのプロセスに必要です。これは、グリーン ソーダ プロジェクトが 2 つの方法で同時に有害な温室効果ガスの排出を防止していることを意味します。製造工程、そして過剰なCOを使用することによって₂他の業界からも。

新しい方法のもう 1 つの利点は、カーボン ニュートラルな生産には高価な気候証明書が必要ないことです。これは環境に良いだけでなく、経済的利益をもたらしながらドイツの高品質な工業生産基盤を維持する上で重要な貢献でもあります。