DE102008023481B4 - Wärmeleitfähige Komposit-Adsorbentien sowie Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung - Google Patents

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Abstract

Adsorptionsfähiger und/oder absorptionsfähiger Kompositwerkstoff, enthaltend mindestens ein Adsorbens sowie mindestens eine wärmeleitfähige Komponente, wobei das mindestens eine Adsorbens ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Aktivkohlen, Zeolithen, Kohlenstoff-Molekularsieben, Tonerden, Silikagelen und/oder metallorganischen Gerüsten und die mindestens eine wärmeleitfähige Komponente ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Metallen, Graphit, Diamant, Kohlenstoff-Nanoröhren, Carbiden und/oder wärmeleitfähigen Polymeren, in Form einer offenporigen Schwammstruktur oder einer geschlossenporigen Schaumstruktur, dadurch gekennzeichnet, dass das Adsorbens homogen verteilt in der wärmeleitfähigen Komponente vorliegt.

Description

  • Vorliegende Erfindung betrifft wärmeleitfähige Komposit-Adsorbentien, die zur Abtrennung bzw. Reinigung von Stoffen in der chemischen, petrochemischen und/oder pharmazeutischen Industrie geeignet sind, sowie zur Speicherung von flüssigen oder gasförmigen Stoffen. Weiterhin betrifft vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung derartiger Adsorbentien und Verwendungszwecke.
  • Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Adsorption, die eine der Schlüsseltechnologien zur Abtrennung und Reinigung von Stoffen in der chemischen, petrochemischen und pharmazeutischen Industrie darstellt. Auch bei zukünftigen Umwelt-(Wasser und Luftreinhaltung) und Energietechnologien (z. B. Brennstoffzellen; Wasserstoff- bzw. Methanspeicherung) wird die Adsorption eine Hauptrolle besetzen. So wird sie u. a. zur Abtrennung von Kohlenwasserstoffen aus Abgasen (z. B. Benzindampf-Rückhaltesysteme) oder zur Lufttrennung mittels Druckwechseladsorption (Sauerstoff- bzw. Stickstofferzeugung) eingesetzt. Aber auch die adsorptive Speicherung von Treibstoffen (Adsorbed Natural Gas (ANG); Wasserstoff) spielt eine wichtige Rolle.
  • Die DE 10 2004 053 353 A1 beschreibt ein Kompositmaterial zum Adsorbieren eines Mediums, insbesondere Wasserstoffgas, welches zunächst ein Adsorptionsmaterial, basierend auf Kohlenstoff, aufweist. Das Adsorptionsmaterial enthält hierbei Beimengung wenigstens eines Zusatzmaterials mit hoher thermischer Leitfähigkeit, beispielsweise in Form von Kohlenstoff-Nanomaterialien, um ein homogenes Wärmemanagement und damit eine homogene Adsorption und Desorption zu erreichen. Außerdem werden ein Verfahren zur Herstellung eines Kompositmaterials sowie ein entsprechender Adsorptionsspeicher beschrieben.
  • Die EP 1 818 630 A2 beschreibt eine Speichereinheit für Gase, insbesondere einen Sorptionsspeicher, wobei sich die Speichereinheit insbesondere zur Speicherung brennbarer bzw. fossiler Gase, wie Wasserstoff eignet. Die Speichereinheit weist hierbei ein Sorptionsmittel zur reversiblen Aufnahme der zu speichernden Gase auf, wobei das Sorptionsmittel auf Basis diskreter Sorptionspartikel ausgebildet ist, welche in einen festen gasdurchlässigen dreidimensionalen Träger mit Schaumstruktur eingelagert bzw. hieran fixiert sind.
  • Bei allen Adsorptionsvorgängen ist jedoch die starke Temperaturabhängigkeit der Ad- bzw. Desorption zu berücksichtigen. Die im Allgemeinen bei der Adsorption frei werdende Wärme verursacht aufgrund der meist geringen Wärmekapazität der üblicherweise eingesetzten Adsorbentien (Zeolithe, Kohlenstoff-Molekularsiebe, Aktivkohle, Metall-Organische-Gerüste (MOF) usw.) eine starke Temperaturerhöhung des Adsorberbettes. Die Adsorptionskapazität nimmt jedoch mit steigender Temperatur ab, so dass die Effektivität des Adsorbers leidet. Die sich anschließende Desorption benötigt Energie und führt daher zur Abkühlung des Adsorbens. Mit sinkender Temperatur steigt jedoch die Adsorptionskapazität, so dass die Restbeladung des Adsorbens zunimmt. Beide Effekte, sowohl die Temperaturerhöhung als Folge der Adsorption wie auch die Abkühlung durch die Desorption, verringern deutlich die mögliche Effektivität und Selektivität adsorptiver Verfahren.
  • Es gibt verschiedene Möglichkeiten, um diesen Effekten entgegenzuwirken:
    • 1. Aktive Kühlung bzw. Erwärmung des Adsorbers.
    • 2. Der durch die Temperaturerhöhung verringerten Adsorptionskapazität wird durch eine größere Menge des Adsorbens begegnet.
    • 3. Verwendung wärmesenkender Stoffe (z. B. Phase Change Materials (PCM)): In PKW-Benzindampf-Rückhaltesystemen stellt die Einbringung makroskopischer Einbauten, die mit Phase Change Materials (PCM) gefüllt sind, den Stand der Entwicklung dar.
    • 4. Imprägnierung bzw. Beschichtung wärmeleitfähiger Festkörperstrukturen (z. B. Graphit; Metallschaum) mit Adsorbentien.
  • Doch nicht immer ist ausreichend Platz für eventuelle Kühl- bzw. Heizvorrichtungen vorhanden. Außerdem können die immer weiter steigenden Reinheitsanforderungen zusammen mit begrenzten räumlichen Möglichkeiten eine Überdosierung des Adsorbens erschweren. Bei sehr spezifischen Adsorbentien, deren Herstellung sehr aufwendig ist, ist eine Überdosierung aus Kostengründen zu vermeiden. Weiterhin erfordern die bei z. b. Druckwechsel-Adsorptionsprozessen herrschenden kurzen Zykluszeiten so hohe Wärmeaustauschgeschwindigkeiten, dass diese mit makroskopischen Kühlstrukturen nur schwer darzustellen sind. Bei Anwendungen, bei denen relativ große Adsorptivmengen in kurzer Zeit aufgenommen werden (z. B. ANG), kann es innerhalb des Adsorberbettes zu einem so starken Temperaturanstieg kommen, dass die Adsorption nahezu zum Erliegen kommt. PCM-gefüllte Einbauten oder äußere Kühlvorrichtungen reichen hier nicht aus, um die frei werdende Adsorptionswärme abzuführen. Durch die Imprägnierung bzw. Beschichtung wärmeleitfähiger Festkörperstrukturen konnte zwar ein besseres thermisches Verhalten festgestellt werden, aber der Massentransfer wurde deutlich verschlechtert.
  • Somit ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Adsorptionsmaterialien bereitzustellen, die trotz gegebenenfalls auftretender Temperaturschwankungen eine gleichbleibend hohe Adsorptionskapazität aufweisen. Weiterhin ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung derartiger Adsorbentien bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird betreffend des Adsorbens mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie bezüglich des Verfahrens zu seiner Herstellung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 bzw. 15 gelöst. Mit Patentanspruch 21 werden Verwendungszwecke des erfindungsgemäß bereitgestellten Adsorptionswerkstoffes angegeben. Dabei stellen die jeweiligen abhängigen Ansprüche vorteilhafte Weiterbildungen dar.
  • Erfindungsgemäß wird somit ein adsorptionsfähiger und/oder absorptionsfähiger Kompositwerkstoff bereitgestellt, der mindestens ein Adsorbens sowie mindestens eine wärmeleitfähige Komponente enthält. Erfindungsgemäß weist dabei die wärmeleitfähige Komponente eine höhere Leitfähigkeit als das Adsorbens auf, so dass eine effektive Zu- oder Abführung von thermischer Energie aus dem Kompositwerkstoff gewährleistet ist. Die wärmeleitfähige Komponente liegt dabei erfindungsgemäß homogen verteilt in dem Adsorbens vor.
  • Insbesondere bei Adsorptionsprozessen, bei denen große Mengen an Adsorptionswärme freigesetzt werden, kommen die Vorteile des erfindungsgemäß hergestellten wärmeleitfähigen Adsorbens optimal zum Tragen. Durch die erhöhte Wärmeleitfähigkeit der Adsorbentien wird freigesetzte Adsorptionswärme besser abgeleitet. Dadurch wird eine Temperaturerhöhung im Adsorbens verringert, so dass die Adsorptionskapazität besser ausgenutzt werden kann.
  • Erfindungsgemäß ist das mindestens eine Adsorbens ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Aktivkohlen, Zeolithen, Kohlenstoff-Molekularsieben, Tonerden, Silikagelen und/oder metallorganischen Gerüsten.
  • Erfindungsgemäß sind die wärmeleitfähigen Komponenten ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Metallen, insbesondere Kupfer, Aluminium, Zinn und/oder Mischungen oder Legierungen hieraus; Graphit, Diamant und/oder Kohlenstoff-Nanoröhren; Carbiden, insbesondere Borcarbid und/oder Siliciumcarbid; und/oder wärmeleitfähigen Polymeren.
  • Insbesondere kommen die erfindungsgemäßen Vorteile zum Tragen, wenn die mindestens eine wärmeleitfähige Komponente eine spezifische Wärmeleitfähigkeit λ (bei einer Temperatur von 300 K) von mindestens 1 W/(m·K), bevorzugt mindestens 500 W/(m·K), besonders bevorzugt von mindestens 2.000 W/(m·K) aufweist.
  • Um eine strukturelle Integrität des Kompositwerkstoffes zu gewährleisten, ist es vorteilhaft, wenn das mindestens eine Adsorbens in fester Form vorliegt.
  • Erfindungsgemäß liegt der Kompositwerkstoff in einer offenporigen Schwammstruktur oder einer geschlossenporigen Schaumstruktur vor, d. h. das Adsorbens und die wärmeleitfähige Komponente werden gemeinsam in eine Schwamm- oder Schaumstruktur überführt.
  • Bei den offen- oder geschlossenporigen Strukturen des Kompositwerkstoffes ist es weiter bevorzugt, wenn die Anzahl der Poren zwischen 5 und 100 ppi (Poren pro inch) liegt. Die Anzahl der Poren wird dabei durch einen Schnitt durch den Kompositwerkstoff und Zählen der Poren entlang einer Schnittlinie ermittelt.
  • Bevorzugte Volumenverhältnisse des mindestens einen Adsorbens zu der mindestens einen wärmeleitfähigen Komponente betragen dabei zwischen 95:5 und 50:5 Vol.-%.
  • Weiter bevorzugt ist es, wenn in dem Kompositwerkstoff noch weitere Additive, insbesondere in einem Volumenanteil zwischen 0 und 10 Volumen-% bezogen auf das Gesamtvolumen des Kompositwerkstoffs enthalten sind. Besonders bevorzugt sind hierbei Bindemittel, die ein wirksames Anhaften der wärmeleitfähigen Komponente an dem Adsorbens vermitteln. Hierbei kommen besonders Stoffe mit adhäsiver Wirkung, wie z. B. Harze oder zuckerbasierte Bindemittel zum Einsatz.
  • Vorteilhafte spezifische Oberflächen des Kompositwerkstoffes betragen dabei mindestens 10 m2/g, bevorzugt mindestens 500 m2/g, besonders bevorzugt mindestens 1.000 m2/g.
  • Erfindungsgemäß wird ebenso ein Verfahren zur Herstellung eines zuvor beschriebenen Kompositwerkstoffes bereitgestellt, bei dem mindestens ein Adsorbens mit mindestens einer wärmeleitfähigen Komponente gemischt wird und die Materialien zum Kompositwerkstoff verbunden werden.
  • Ziel ist die Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit von Adsorbentien (Aktivkohle, Zeolithe, Kohlenstoff-Molekularsiebe, Tonerden, Silikagele, Metall-Organische Gerüste). Zur Herstellung von Adsorbentien mit erhöhter Wärmeleitfähigkeit muss die Temperaturstabilität der Adsorbentien berücksichtigt werden. Während Zeolithe, Aktivkohle, Tonerden und Kohlenstoff-Molekularsiebe bis zu relativ hohen Temperaturen stabil sind, trifft dies auf Metall-Organische Gerüste und Silikagele nicht zu.
  • Bei der Herstellung wärmeleitfähiger Adsorbenswerkstoffe mit geschlossenporiger Schaumstruktur oder offenporiger Schwammstruktur ergeben sich aus der unterschiedlichen Temperaturstabilität der Adsorbentien verschiedene Herstellungswege. Während die thermisch stabileren Adsorbentien mit Metallen zu einem Kompositwerkstoff umgesetzt werden, kann die Wärmeleitfähigkeit der thermisch weniger stabilen Adsorbentien beispielsweise durch Zusatz wärmeleitfähiger Polymere erhöht werden.
  • Somit entspricht die erste erfindungsgemäße Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens schmelz- oder pulvermetallurgische Herstellung mit Hilfe eines Treibmittels und anschließender Aufschäumung bzw. mit durch eine Gasinjektion erfolgende Aufschäumung den folgenden Schritten:
    • a) Mischen des mindestens einen Adsorbens mit einer Schmelze und/oder einem Pulver der mindestens einen wärmeleitfähigen Komponente;
    • b) Zugabe mindestens eines Treibmittels, z. B. Titanhydrid, bevorzugt in einem Gewichtsanteil zwischen 0,1 und 5 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Mischung und/oder Durchführen einer Gasinjektion,
    • c) Gegebenenfalls Zugabe mindestens eines weiteren Additivs, insbesondere eines Bindemittels, die vor und/oder nach Zugabe des mindestens einen Treibmittels erfolgen kann,
    • d) Verdichten und/oder Überformen der Mischung zu einem Halbzeug,
    • e) Aufschäumen der Mischung durch Temperaturerhöhung, vorzugsweise auf eine Temperatur bis maximal 50°C oberhalb des Schmelzpunktes der Mischung sowie
    • f) Abkühlen und Stabilisation der erhaltenen Schaumstruktur.
  • In einer alternativen erfindungsgemäßen Ausführungsform des Verfahrens, die eine schmelz- oder pulvermetallurgische Herstellung mit Hilfe von porösen Vorformen umfasst, werden die folgenden Verfahrensschritte durchgeführt:
    • a) Vorlegen einer porösen Vorform, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Gießsand; Salzstrukturen, wie Z. B. NaCl, SrF2 und/oder BaF2; organischen Trägern, wie z. B. Polyurethan-Schaum, Polystyrolkügelchen,
    • b) Befüllen der Vorform mit einer Mischung des mindestens einen Adsorbens und der mindestens einen wärmeleitfähigen Komponente sowie gegebenenfalls mindestens eines weiteren Additivs, insbesondere eines Bindemittels,
    • c) Entfernen der Vorform durch Auflösen, Verdampfen und/oder Verbrennen sowie
    • d) gegebenenfalls Durchführen eines Sinterschrittes zur Verdichtung, der auch gleichzeitig mit Schritt c) erfolgen kann.
  • In Schritt b), nämlich dem Befüllen der Vorform mit der Mischung des Adsorbens und der wärmeleitfähigen Komponente, erfolgt dabei ein Beladen der porösen Vorform, wobei die Mischung in die Foren der Vorform eindringt. Somit wird die Vorform mit der Mischung beladen oder durchtränkt. Durch die Auswahl der Vorform hinsichtlich ihrer Porengröße oder Porengrößenverteilung kann die resultierende Form des Kompositwerkstoffes nach Durchführen der Schritte c) und d) beeinflusst werden. Die Auswahl der Mengen des eingesetzten Adsorbens bzw der wärmeleitfähigen Komponente werden dabei vorteilhafterweise so aufeinander abgestimmt, dass einerseits eine erhöhte Wärmeleitfähigkeit und andererseits eine ausreichende Adsorptionskapazität des Werkstoffs gewährleistet ist. Im Idealfall wird durch die Gegenwart der wärmeleitfähigen Komponente die verringerte Adsorbensmenge bzw. Adsorptionskapazität durch die Isothermisierung des Adsorptionsprozesses ausgeglichen. Je nach Stabilität des erfindungsgemäß hergestellten Werkstoffes werden Bindemittel zu der eingesetzten Mischung zugeführt.
  • Bevorzugt werden bei dem Verfahren die mindestens eine wärmeleitfähige Komponente und/oder das mindestens eine Adsorbens vor dem Mischen getrocknet.
  • Ein großer Vorteil dieses Verfahrens ist, dass der erfindungsgemäße Werkstoff am Ort seiner Anwendung hergestellt werden kann. So kann beispielsweise in Tanks für ANG der zur Verfügung stehende Platz optimal ausgenutzt und der Wärmeübergang vom Kompositwerkstoff zur Behälterwand gewährleistet werden. Beim Einbau makroskopischer Kühlstrukturen, wie z. B. PCM gefüllter Einbauten oder mit Adsorbens beschichteter Metallschäume, kann die Geometrie der Speicherbehälter zu Problemen führen. Gerade auf dem Fahrzeugsektor steht hier freier Platz nur sehr beschränkt zur Verfügung, so dass Speicherbehälter in noch frei verfügbaren Platz eingepasst werden müssen. Daher ergeben sich geometrisch sehr unregelmäßige Körper. In diesen können nur mit großen Schwierigkeiten Kühleinbauten vorgenommen werden. Gelingt dies, so stellt darüber hinaus der Wärmeübergang von der Kühlstruktur zur Behälterwand ein großes Problem dar, denn ein Verbinden beider Strukturen durch z. B. Löten ist sehr aufwendig, wenn nicht sogar unmöglich.
  • Dies zeigt, dass die In-situ-Herstellung des erfindungsgemäß beschriebenen Werkstoffs große Vorteile gegenüber bisher verwendeten Methoden aufweist.
  • Erfindungsgemäß werden ebenso Verwendungszwecke des Kompositwerkstoffes angegeben, insbesondere zur Speicherung von Stoffen, wie z. B. Wasserstoff, Alkanen und/oder ANG (adsorbed natural gas); Filterung, Abtrennung und/oder Reinigung von chemischen Stoffen in der chemischen, pharmazeutischen und/oder Lebensmittelindustrie; zur Lufttrennung mittels Druckwechselabsorption; Abtrennung von Kohlenwasserstoffen aus Abgasen und/oder bei Treibstoffzapfanlagen.
  • Besonders wichtige Anwendungen sind:
    • – Adsorptive Speicherung von Treibstoffen (z. B. adsorbed natural gas (ANG)): Um diese Technik für die Anwendung interessant zu machen, muss ein Betankungsvorgang in relativ kurzer Zeit abgeschlossen sein. Beim heutigen Stand der Technik wird das Adsorptionsmittel dabei jedoch so heiß, dass keine nennenswerte Adsorption stattfindet. In dem Maße aber, in dem die Wärme abgeleitet wird, kann der Treibstoff adsorbiert werden; so dass bei Verwendung eines wärmeleitfähigen Adsorbens ein schneller Betankungsvorgang möglich werden kann.
    • – Benz indampfrückhaltesysteme: Diese werden meist überdimensioniert, so dass die durch eine Temperaturerhöhung verringerte Adsorptionskapazität ausgeglichen wird. Da jedoch die Anforderungen an den Emissionsschutz immer weiter ansteigen und bei Fahrzeugen nur beschränkt Platz zur Verfügung steht, wird durch ein wärmeleitfähiges Adsorbens eine Überdimensionierung der Adsorbensmenge unnötig.
    • – Lösungsmittelrückgewinnung: Diese und andere Adsorptionsprozesse, bei denen in relativ kurzer Zeit große Wärmemengen entstehen, können durch den Einsatz wärmeleitfähiger Adsorbentien optimiert werden. Bei all diesen Vorgängen wird durch Verwendung eines wärmeleitfähigen Adsorbens die freigesetzte Adsorptionswärme abgeführt, so dass die Adsorptionskapazität erhöht wird. Dadurch werden makroskopische Einbauten zur Wärmeableitung oder eine Überdosierung des Adsorbens überflüssig.
  • Die vorliegende Erfindung wird anhand des beigefügten Beispiels näher erläutet, ohne die Erfindung auf die dargestellten Parameter zu beschränken.
  • In einem ANG-Tank wird ein Gemisch aus einer porösen Salzstruktur und einer Aktivkohle als Platzhalter vorgegeben. Geschmolzenes Aluminium wird in die vorgelegte Salz-Aktivkohle-Struktur eingefüllt. Nach erfolgtem Abkühlen des Metalls wird die Salzstruktur aufgelöst und ausgewaschen. Zurück bleibt eine offenporige Schwammstruktur bestehend aus einem wärmeleitfähigen Metall und einem guten Adsorbens. Das Adsorbens kann nun seine Aufgabe erfüllen, wobei die Schwammstruktur einen guten Stoffaustausch zwischen Adsorbens und Adsorptiv gewährleistet. Der Aluminiumanteil sorgt für eine hohe Wärmeleitfähigkeit, so dass die freigesetzte Adsorptionswärme gut abgeführt werden kann.

Claims (21)

  1. Adsorptionsfähiger und/oder absorptionsfähiger Kompositwerkstoff, enthaltend mindestens ein Adsorbens sowie mindestens eine wärmeleitfähige Komponente, wobei das mindestens eine Adsorbens ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Aktivkohlen, Zeolithen, Kohlenstoff-Molekularsieben, Tonerden, Silikagelen und/oder metallorganischen Gerüsten und die mindestens eine wärmeleitfähige Komponente ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Metallen, Graphit, Diamant, Kohlenstoff-Nanoröhren, Carbiden und/oder wärmeleitfähigen Polymeren, in Form einer offenporigen Schwammstruktur oder einer geschlossenporigen Schaumstruktur, dadurch gekennzeichnet, dass das Adsorbens homogen verteilt in der wärmeleitfähigen Komponente vorliegt.
  2. Kompositwerkstoff nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine wärmeleitfähige Komponente ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Kupfer, Aluminium, Zinn und/oder Mischungen oder Legierungen hieraus.
  3. Kompositwerkstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Carbiden um Borcarbid und/oder Siliziumcarbid handelt.
  4. Kompositwerkstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine wärmeleitfähige Komponente eine spezifische Wärmeleitfähigkeit λ (bei einer Temperatur von 300 K) von mindestens 1 W/(m·K), bevorzugt mindestens 500 W/(m·K), besonders bevorzugt von mindestens 2.000 W/(m·K) aufweist.
  5. Kompositwerkstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Adsorbens in fester Form vorliegt.
  6. Kompositwerkstoff nach vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Poren zwischen 5 und 100 ppi (Poren pro inch) liegt.
  7. Kompositwerkstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumenverhältnis des mindestens einen Adsorbens zu der mindestens einen wärmeleitfähigen Komponente zwischen 95:5 und 50:50 beträgt.
  8. Kompositwerkstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein weiteres Additiv, insbesondere mindestens ein Bindemittel, enthalten ist, bevorzugt in einem Volumenanteil zwischen 0 und 10 Vol.-%, bezogen auf das Gesamtvolumen des Kompositwerkstoffs.
  9. Kompositwerkstoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die spezifische Oberfläche des Werkstoffes mindestens 10 m2/g, bevorzugt mindestens 500 m2/g, besonders bevorzugt mindestens 1.500 m2/g beträgt.
  10. Verfahren zur Herstellung eines Kompositwerkstoffs nach einem der vorhergehenden Ansprüche bei dem mindestens ein Adsorbens mit mindestens einer wärmeleitfähigen Komponente gemischt wird und die Materialien zum Kompositwerkstoff verbunden werden, gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) Mischen des mindestens einen Adsorbens mit einer Schmelze und/oder einem Pulver der mindestens einen wärmeleitfähigen Komponente, b) Zugabe mindestens eines Treibmittels und/oder Durchführen einer Gasinjektion, c) Verdichten und/oder Umformen der Mischung zu einem Halbzeug, d) Aufschäumen der Mischung durch Temperaturerhöhung, sowie e) Abkühlen und Stabilisation der erhaltenen Schaumstruktur.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Treibmittel um Titanhydrid handelt.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Treibmittel in einem Gewichtsanteil zwischen 0,1 und 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Mischung, zugegeben wird.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein weiteres Additiv zugegeben wird, insbesondere ein Bindemittel, wobei die Zugabe vor und/oder nach Zugabe des mindestens einen Treibmittels erfolgen kann.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung durch eine Temperaturerhöhung auf eine Temperatur bis maximal 50°C oberhalb des Schmelzpunktes der Mischung aufgeschäumt wird.
  15. Verfahren zur Herstellung eines Kompositwerkstoffs nach einem der Ansprüche 1 bis 7 bei dem mindestens ein Adsorbens mit mindestens einer wärmeleitfähigen Komponente gemischt wird und die Materialien zum Kompositwerkstoff verbunden werden, gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) Vorlegen einer porösen Vorform, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Gießsand, Salzstrukturen und organischen Trägern, b) Befüllen der Vorform mit einer Mischung des mindestens einen Adsorbens und der mindestens einen wärmeleitfähigen Komponente, c) Entfernen der Vorform durch Auflösen, Verdampfen und/oder Verbrennen.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Salzstrukturen um NaCl, SrF2 und/oder BaF2 handelt.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den organischen Trägern um Polyurethanschaum und/oder Polystyrolkügelchen handelt.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekenneichnet, dass in Schritt b) die Vorform mit einer Mischung des mindestens einen Adsorbens und der mindestens einen wärmeleitfähigen Komponente sowie mindestens eines weiteren Additivs, insbesondere eines Bindemittels, befüllt wird.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass nach Schritt c) oder gleichzeitig zu Schritt c) ein Sinterschritt zur Verdichtung durchgeführt wird.
  20. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine wärmeleitfähige Komponente und/oder das mindestens eine Adsorbens vor dem Mischen getrocknet wird.
  21. Verwendung eines Kompositwerkstoffs nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Speicherung von Stoffen, Filterung, Abtrennung und/oder Reinigung von chemischen Stoffen in der chemischen, pharmazeutischen und/oder Lebensmittelindustrie; zur Lufttrennung mittels Druckwechseladsorption; Abtrennung von Kohlenwasserstoffen aus Abgasen und/oder bei Treibstoffzapfanlagen.
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