Forscher machen Klimagas CO2 zu Methan
Katalysator aus Nickel-Nanopartikeln - Wirkung wird durch das Licht der Sonne verstärkt
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Nanometergroße Nickelteilchen (Foto: Anastasia Serin, kaust.edu.sa/en) |
Thuwal (pte004/02.03.2021/06:15)
Forscher der King Abdullah University of Science and Technoloy https://www.kaust.edu.sa/en (KAUST) im saudi-arabischen Thuwal haben einen neuen Weg gefunden, Kohlendioxid (CO2), das die weltweiter Erwärmung vorantreibt, in Methan, also synthetisches Erdgas umzuwandeln. Dazu setzen sie wie üblich Wasserstoff ein, den ein mit Solarstrom versorgter Elektrolyseur produziert. Clou des Verfahrens ist ein Katalysator, dessen Wirkung durch das Licht der Sonne verstärkt wird. Er besteht aus nanometerfeinen Partikeln aus Nickel, die sich auf einer Unterlage aus Bariumtitanat befinden und absorbiert die Energie von Licht. Sie versetzt Elektronen in einen hochenergetischen Zustand. Diese auch als „heiße Elektronen" bekannten Teilchen regen die Verschmelzung von Wasserstoff und CO2 an. Es entsteht Methan, das bei der Verbrennung nur so viel Klimagas freisetzt wie bei seiner Herstellung der Umgebungsluft entnommen wurde.
[b]Das ganze Lichtspektrum erzeugt heiße Elektronen[/b]
Die heißen Elektronen werden von allen Wellenlängen erzeugt, nicht nur von ultraviolettem Licht, wie es bei bisherigen Katalysatoren üblich ist. Das ist ein gewaltiger Vorteil, denn die Sonnenstrahlen bestehen lediglich zu vier bis fünf Prozent aus ultraviolettem Licht. Anders ausgedrückt ist der Wirkungsgrad erheblich höher als bei bisher genutzten Reaktionen. Wie hoch er genau ist verraten die Forscher in Thuwal nicht.
„Wir sind der festen Überzeugung, dass unsere Strategie in Kombination ein nachhaltiger Weg sein könnte, um dieses schädliche Treibhausgas in wertvollen Kraftstoff umzuwandeln", sagt Postdoc Diego Mateo, der zum Entwicklerteam gehört. Außer als Treibstoff für Erdgasfahrzeuge kann das Methan in Erdgasnetze eingespeist werden, die so zum Puffer für Solarenergie wird.
[b]Künftig soll auch Methanol produziert werden[/b]
Die Forscher versuchen jetzt, mit ihrer Technik weitere Produkte herzustellen. „Wir wollen auch andere wertvolle Chemikalien wie Methanol herzustellen", sagt Jorge Gascon, Professor am KAUST-Katalysezentrum, der das Forschungsteam leitete. Methanol kann in speziellen Automotoren oder als Benzinzusatz genutzt werden.
Um die Gewinnung von CO2 aus der Luft müssen sich die Forscher in Saudi-Arabien nicht kümmern. Dafür gibt es bereits etablierte Techniken, die ihren Energiebedarf mit Solarstrom decken können. Anlagen des Schweizer Unternehmens Climeworks, das aus der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich https://ethz.ch/de.html hervorgegangen ist, werden bereits serienmäßig hergestellt.
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