PlasmaFuel erzeugt Kraftstoff aus CO2 und H2 für herkömmliche Motoren

Die Entwicklung von alternativen Antrieben, die den Verbrennungsmotor adäquat ersetzen, läuft fieberhaft. Allerdings existieren überall auf der Welt noch Fahrzeuge mit herkömmlichen Diesel-, Benzin- und Kerosinmotoren, und es wäre eine große Verschwendung, sie allesamt vorzeitig zu verschrotten. Die Verbrennungstechnik bringt außerdem einige Vorteile mit, darum suchen Forscher nach klimaneutralen Kraftstoffen, die zu den begehrten Energiequellen der Zukunft gehören.

Ein Kraftstoff aus Wasserstoff und Kohlendioxid

Ein E-Fuel zum Betrieb von Schiffs- und Flugzeugsmotoren

Vom Verkehr gehen in der EU etwa 30 Prozent aller CO2-Emissionen aus. Dazu zählt nicht nur der Straßenverkehr, sondern auch die Schifffahrt und der Luftverkehr, zwei emissionsstarke Bereiche, die hauptsächlich mit Kerosin und Diesel arbeiten. Massentaugliche Elektro-Flugzeuge und Containerschiffe, die mit Solarkraft fahren, sind noch nicht in Sicht, deshalb lohnt es sich hier besonders, nach Kraftstoffen Ausschau zu halten, die ihre fossilen Anverwandten ersetzen können. Wissenschaftler der Universitäten Stuttgart und Bayreuth entwickelten nun im Rahmen des Forschungsprojekts PlasmaFuel ein E-Fuel aus Wasserstoff und Kohlendioxid, der zum Betrieb herkömmlicher Verbrennungsmotoren in Flugzeugen und Schiffen taugt.

Die Motoren benötigen keine technische Umrüstung

Das als Ausgangsstoff benötigte CO2 lässt sich aus der Luft oder sogar direkt aus Industrieabgasen filtern. Ein Plasmareaktor spaltet die Moleküle in Sauerstoff und Kohlenmonoxid auf, eine Gasdiffusionselektrode ermöglicht im Anschluss die elektrochemische Herauslösung des hochreaktiven Sauerstoffs bei niedrigem Druck und niedrigen Temperaturen. Die dafür benötigte Energie soll aus dem Überschussstrom erneuerbarer Energiequellen stammen. Der Fischer-Tropsch-Reaktor stellt danach aus dem Kohlenmonoxid unter Beigabe von Wasserstoff Kohlenwasserstoffketten her, die dem Kerosin oder dem Diesel ähneln. Die Motoren benötigen nicht einmal eine Umrüstung, wenn sie vom »normalen« Kraftstoff zum synthetisierten Produkt wechseln.

Nebenbei dient der Produktionsprozess der neuen E-Fuels sogar der Stabilisierung des Stromnetzes, weil er auf der Nutzung von Überschussenergien basiert. Windkraftanlagen und Solarmodule liefern per se keine konstanten Strommengen, und hier greift die neue Technik regulierend ein. Treibstofffabriken könnten immer dann anlaufen, wenn die anderen Verbraucher die vorhandene Energie nicht vollständig konsumieren können: Ein entsprechendes Echtzeitsystem dafür entwickeln die Forscher aktuell im Labor.