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Continuous Solar-Powered Syngas Production: Advancements and Insights from the EU SOMMER Project

Eltayeb, Asmaa und Baumann, Stefan und Torrell, Marc und Schunk, Stephan Andreas und Balaguer, Maria und Rozumek, Michael und Koutsodontis, Konstantinos und Neumann, Nicole (2025) Continuous Solar-Powered Syngas Production: Advancements and Insights from the EU SOMMER Project. 31st SolarPACES Conference, 2025-09-23 - 2025-09-26, Almeria, Spain.

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Kurzfassung

The EU-funded SOMMER (Solar Membrane Reactor for Syngas Production) project is developing a renewable, solar-driven method for producing syngas—a key chemical-industry feedstock traditionally derived from fossil fuels. Syngas (H₂ + CO) is used to make methanol, DME, formaldehyde, acetic acid, fuels, plastics, fertilizers, and other industrial materials. SOMMER aims to replace fossil-based production by converting water and captured CO₂ (from industrial emissions or direct air capture) into syngas using concentrated solar energy, supporting a climate-neutral chemical sector. At the core of the project is a solar-powered catalytic membrane reactor that converts H₂O and CO₂ without external electricity. High-temperature ceramic membranes—CaO-FSZ and STF—were selected for their thermal stability (up to 1500 °C) and catalytic efficiency. They are produced via extrusion (porous tubes with dense functional layers) and 3D printing (optimized geometries for higher power density). New fast-kinetic redox catalysts and CFD-validated membrane models support the reactor design. After fabrication, membranes undergo extreme-temperature testing before integration and evaluation under on-sun and off-sun conditions at DLR’s High-Performance Solar Facility. Generated syngas is then upgraded into methanol, DME, and other green chemicals, with roadmap activities addressing the entire CO₂ value chain. The project has made significant progress in optimizing solar membrane reactor operation. Key parameters—sweep-gas flow, molar ratios, temperature, and pressure—were analyzed for their effect on conversion. High sweep-gas flow rates enhance conversion during on-sun operation, while lowering permeate-side pressure reduces sweep-gas demand. In off-sun conditions, adding reducing agents improves the oxygen partial-pressure gradient and boosts efficiency. Parallel efforts led to advanced CaO-FSZ and STF membranes with high thermal stability and catalytic performance (CaO-FSZ stable at 1500 °C; STF active around 900 °C). Tailored-porosity tubular membranes were successfully fabricated, and a new lab-scale setup capable of reaching 1500 °C now enables kinetic studies of oxygen permeation and syngas formation—critical steps toward viable solar-powered syngas production.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/220931/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Poster)
Titel:Continuous Solar-Powered Syngas Production: Advancements and Insights from the EU SOMMER Project
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Eltayeb, AsmaaAsmaa.Eltayeb (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Baumann, StefanFZ JülichNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Torrell, MarcIRECNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schunk, Stephan Andreashte GmbHNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Balaguer, MariaCSIC ITQNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rozumek, MichaelMorgan Advanced Materials HaldenwangerNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Koutsodontis, KonstantinosTitan S.A.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Neumann, NicoleNicole.Neumann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2460-6907NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:23 September 2025
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Thermochemical splitting; Solar membrane; syngas prdocution
Veranstaltungstitel:31st SolarPACES Conference
Veranstaltungsort:Almeria, Spain
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:23 September 2025
Veranstaltungsende:26 September 2025
Veranstalter :CONEXIO PSE
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Materialien und Technologien für die Energiewende
HGF - Programmthema:Chemische Energieträger
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SW - Solar- und Windenergie
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Solare Brennstoffe, E - Thermochemische Prozesse
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Future Fuels
Hinterlegt von: Eltayeb, Asmaa
Hinterlegt am:12 Dez 2025 09:39
Letzte Änderung:15 Dez 2025 09:36

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