Von CO2 zu Brennstoff

Brennstoffherstellung durch ein Gerät, das CO₂ bindet und mit Sonnenlicht betrieben wird – eine sensationelle Entwicklung des Teams um einen österreichischen Wissenschaftler an der Uni Cambridge.

Im Fachblatt „Nature Energy“ berichtet das Team um Erwin Reisner von einem Reaktor, der in der Nacht CO₂ aus der Luft abscheidet und es bei Tag mit Sonnenlicht in sogenanntes Synthesegas umwandelt. Das so entstandene Gas könnte wiederum für einige pharmazeutische oder chemische Produkte oder auch als Treibstoff verwendet werden.

Vielversprechende Technologie mit Problemstellung

Die Problematik bei der direkten Abscheidung von CO₂ aus der Luft (Direct Air Capture, DAC) ist die Kosten- sowie Energieintensität – so die Forscher:innen in ihrer Studie.

Ähnlich verhält es sich auch mit der CO₂-Abscheidung und -Speicherung unter der Erde (Carbon Capture and Storage, CCS).

„Abgesehen von hohen Kosten und der Energieintensität bietet CCS auch einen Vorwand, um weiterhin fossile Brennstoffe zu verbrennen“, so Reisner gegenüber der APA.

Nach dem Vorbild der Photosynthese

Seit mehr als zehn Jahren arbeitet der oberösterreichische Chemiker an der Universität Cambridge daran, CO₂ mittels Sonnenlicht in einen Energieträger zu verwandeln und damit eine zirkuläre Kreislaufwirtschaft zu erschaffen.

Dieser Ablauf ist von dem der Photosynthese inspiriert, nur dass statt Zucker Brennstoff erzeugt wird.

Wie funktioniert der kleine Reaktor?

Das wie ein Reaktor arbeitende System, nimmt über speziell konstruierte DAC-Filter, die mit hoher Affinität binden, nachts CO₂ auf.

Durch einen Parabolspiegel gebündelt, wird Sonnenlicht auf den Durchflussreaktor gelenkt. Die so erzeugte Wärme, setzt das CO₂ frei. Durch die, von einem Pulver aus einem Halbleiter-Photokatalysator absorbierten, ultravioletten Sonnenstrahlen wird eine chemische Reaktion in Gang gesetzt, die CO₂ in Synthesegas umwandelt.

Die Technologie funktioniert nun im Prinzip – die Menge an produziertem Synthesegas liegt derzeit allerdings noch bei unter einem Milliliter. Nun wird an einer größeren Variante gearbeitet, die bereits im Frühjahr getestet werden soll.

„Wir entwickeln auch bessere Katalysatoren, um auch das sichtbare Licht zu nutzen und so die Menge des produzierten Synthesegases zu erhöhen“, sagt Reisner.

Unabhängig einsetzbare Energiegewinnung

„Wenn wir diese Geräte in großem Maßstab herstellen, könnten sie zwei Probleme auf einmal lösen: CO₂ aus der Atmosphäre entfernen und eine saubere Alternative zu fossilen Brennstoffen schaffen“, hält Erstautor Sayan Kar aus Reisners Team in einer Aussendung der Universität Cambridge fest.

„Vorteil dieses Ansatzes ist, dass kein Transport und keine Lagerung von CO₂ notwendig sind. Zudem kann das System überall angewandt werden und es ist unabhängig von Emissionsquellen“, betonte Reisner einen der größten Vorzüge des Modells.

Größer gedacht, wären die Reaktoren unabhängig einsetzbar und könnten so netzferne Gebiete versorgen.