Institut für Technische Physik (ITEP)

Vakuumhydraulik und Wasserstoffseparation

Die Vakuumhydraulik ist ein völlig neues Forschungsfeld welches in den letzten Jahren aus den Arbeiten an Vakuumpumpen mit Flüssigmetallen als Arbeitsmittel entstanden ist (Diffusions- und Flüssigkeitsringpumpen).  Die Vakuumhydraulik beschäftigt sich dabei ganz allgemein mit der Strömung und dem Einsatz von flüssigen Stoffen sowie dem Handling von Feststoffen in einer Unterdruck- bzw. Vakuumatmosphäre. Die Vakuumhydraulik ist von zentraler Bedeutung bei der Entwicklung der Vakuumpumpen mit Quecksilber für Fusionsanwendungen.

Im Bereich der Wasserstoffseparation entwickeln wir die Metallfolienpumpe, das ist eine neuartig Vakuumpumpen zur elektrolysefreien und damit energiesparenden Extraktion von ultrareinem Wasserstoff aus wasserstoffhaltigen Gasgemischen für die Kernfusion und die Wasserstoffwirtschaft. Zur Separation der Wasserstoffisotope entwickeln wir den Prozess der zyklischen Temperaturwechselabsorption an porösen Festkörpern weiter.

Unsere Kompetenz

Dieses Forschungsfeld stoßt neue Türen auf und besetzt Forschungsthemen, die das Potential haben, einen Quantensprung in der Prozesstechnik einzuleiten. Die Metallfolienpumpe erfordert ein detailliertes Verständnis von kalten Plasmen zur Erzeugung suprathermaler Teilchen, und ein detailliertes Verständnis der Materialien, die dafür geeignet sind Superpermation zu machen.

Derzeitige Langfristprojekte

  1. Entwicklung einer Metallfolienpumpe bis hin zur Einsatzreife.
  2. Entwicklung von Quecksilber-Flüssigkeitsringpumpen und linearen Quecksilberdiffusionspumpen.
  3. Etablierung eines modernen quecksilberbasierten Prozesses zur Anreicherung von Lithium-6.
  4. Weiterentwicklung der Temperaturwechselabsorption zur Wasserstoffseparation.

Forschungsinfrastruktur

  1. Versuchsanlagen MAIA und HESTIA für die Temperaturwechselabsorption.
  2. HgLab KA.
  3. Anlage THESEUS zur Leistungscharakterisierung quecksilberbasierter Vakuumpumpen.

Beteiligte Mitarbeiter*innen