TU Delft: Wissenschaftler stellen Treibstoff aus Luft und Solarstrom her

Luft, vermischt mit Wasser, ist ein Rohstoff zur Herstellung von Benzin, Diesel oder Chemierohstoffen. Zusätzlich ist nur noch Solar- und Windstrom nötig. Das ist das verblüffende Ergebnis einer Entwicklung von Forschern der Technischen Universität Delft. Sie leiten das Luft-Wasser-Gemisch zwischen zwei Platten hindurch, zwischen denen eine hohe elektrische Spannung herrscht. Außerdem befindet sich in dem Zwischenraum ein Katalysator, der die gewünschte Reaktion beschleunigt oder erst ermöglicht. Elektrochemische Reduktion heißt das Verfahren, an dem auch Forscher des Max-Planck-Instituts für Eisenforschung in Mülheim an der Ruhr arbeiten.

Kalte Sonne — Foto: Cold Sun, Mark Vegas, Flickr, CC BY-SA 2.0

Umstrittene Endlagerung

In der Praxis experimentiert das Team um Ming Ma, Materialforscher am Smith Lab for Solar Energy Conversion and Storage an der TU Delft, mit konzentriertem Kohlendioxid (CO₂), wie es bei der Rauchgasreinigung an einigen wenigen Kraftwerken anfällt. Im Normalfall wird es in tief gelegenen geologischen Formationen endgelagert, eine vor allem in Deutschland umstrittene Technik. Wirtschaftlicher wird eine kommerzielle Nutzung des CO₂ als Rohstoff sein.

Bei der Aufspaltung des Kohlendioxid und des Wassers entstehen unterschiedliche Produkte, darunter Kohlenmonoxid, ein wichtiger Chemierohstoff, der, vermischt mit Wasserstoff, auch zur Treibstoffproduktion genutzt werden kann. Außerdem entstehen Methan, Ethylen, Essigsäure sowie die Alkohole Methanol und Ethanol. Je nach eingesetztem Katalysator überwiegen bestimmte Produkte. Mit Nanofäden aus Kupfer etwa gibt es bevorzugt Kohlenwasserstoffe. Nanoporöses Silber erhöht den Anteil von Kohlenmonoxid. Und mit einer Platin-Gold-Legierung gibt es bevorzugt Essigsäure. Entscheidend für die Zusammensetzung der Produktpalette ist auch die Länge der Nanodrähte, hat Ming festgestellt.

Zugewinn bei der Erdgasförderung

Die elektrochemische Reduktion soll einmal den Bedarf an Erdgas und Öl senken. Dazu muss das Verfahren, das bisher nur im Labormaßstab funktioniert, auf ein industrielles Niveau gehievt werden. Dabei ist die Wirtschaftlichkeit entscheidet. Auch wenn das Auswaschen von CO₂ aus Kraftwerksabgasen, das den Wirkungsgrad um sieben bis zehn Prozentpunkte senkt, also sehr energieaufwändig ist, nicht in großem Stil realisiert wird: Bei der Erdgasförderung könnte das Delfter Verfahren einen Gewinn bringen. Denn ehe das Gas ins Netz eingespeist werden kann muss das mitgeförderte Kohlendioxid abgetrennt werden.

via TU Delft

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