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pte20210302004 Umwelt/Energie, Forschung/Entwicklung

Forscher machen Klimagas CO2 zu Methan

Katalysator aus Nickel-Nanopartikeln - Wirkung wird durch das Licht der Sonne verstärkt


Nanometergroße Nickelteilchen (Foto: Anastasia Serin, kaust.edu.sa/en)
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 (KAUST) http://kaust.edu.sa/en können (CO2) in Methan, also synthetisches Erdgas, umwandeln. 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.

Hoher Wirkungsgrad

Das neue Verfahren absorbiert die Energie von Licht. Elektronen werden dadurch in einen hochenergetischen Zustand versetzt. 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.

Die heißen Elektronen werden von allen Wellenlängen erzeugt, nicht nur von ultraviolettem Licht, wie es bei bisherigen Katalysatoren üblich ist. Das ist ein großer 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 nicht.

Umweltverträglicher Weg

"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. Außer als Treibstoff für Erdgasfahrzeuge ließe sich das Methan in Erdgasnetze einspeisen, was so zum Puffer für Solarenergie wird.

Die Forscher versuchen mit ihrer Technik nun weitere Produkte zu erstellen. "Wir wollen auch andere wertvolle Chemikalien wie Methanol herstellen", sagt KAUST-Forschungsleiter Jorge Gascon. Methanol kann in speziellen Automotoren oder als Benzinzusatz genutzt werden. Um die Gewinnung von CO2 aus der Luft müssen sich die Forscher nicht kümmern. Dafür gibt es bereits etablierte Techniken, die ihren Energiebedarf mit Solarstrom decken. Anlagen des Schweizer Unternehmens Climeworks, das aus der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich http://ethz.ch hervorgegangen ist, werden bereits serienmäßig hergestellt.

(Ende)
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