US-Forscher gewinnen Ethylen aus Rauchgas
Wichtiger Chemierohstoff der Verpackungs-, Agrar- sowie Automobilindustrie wird "grün"
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Testanlage zu Ethalenproduktion im Labor von Meenesh Singh (Foto: Jim Young, engineering.uic.edu) |
Chicago (pte002/14.12.2022/06:05)
Ingenieure der University of Illinois haben ein System entwickelt, das CO2 aus dem Rauchgas etwa von fossil betriebenen Kraftwerken einfängt und in Ethylen umwandelt. Das farblose, brennbare, süßlich riechende Gas wird nicht nur zur Herstellung von Kunststoffprodukten für die Verpackungs-, Agrar- und Automobilindustrie, sondern auch für Chemikalien für Frostschutzmitteln, medizinische Sterilisatoren und Wärmedämmmaterial verwendet.
Umweg über Backpulver
Das CO2 wird auf einer Seite einer Folie gebunden, die mit einem organischen Lösungsmittel benetzt wird. Dieses zieht das Klimagas gewissermaßen magisch an. Es entsteht Bicarbonat, auch Backpulver genannt. Dieses wandert aufgrund einer elektrischen Spannung auf die andere Seite der Folie, wo es in CO2 zurückverwandelt wird. Dieser Schritt dient ausschließlich der Trennung von CO2 und den übrigen Bestandteilen des Rauchgases.
Im zweiten Schritt Landet das CO2 in einer von zwei Kammern, die durch eine Membran voneinander getrennt sind. In die andere Kammer füllen die Forscher Wasser ein. Eine elektrische Spannung zwischen den beiden Kammern bugsiert Wasserstoffionen, die sich durch Wasserspaltung bilden, in die mit CO2 gefüllte Kammer. Hier verbinden sie sich mithilfe eines Katalysators zu Ethylen. Dabei wird Sauerstoff frei, der in die Atmosphäre entweicht.
Sieben-Tage-Test geglückt
Das Team um Meenesh Singh ahat eine 100 Quadratzentimeter große Folie eingesetzt, um CO2 aus Rauchgasen zu saugen und es in Klimagas zurückzuverwandeln. Dieses landet direkt in der Elektrolysezelle, deren Trennmembran nur einen Quadratzentimeter groß ist. Der Test lief sieben Tage lang ohne Unterbrechung. Das Gerät erwies sich als absolut stabil. Pro Tag fing es 24 Gramm CO2 ein und verwandelte es in 188 Milligramm Ethylen. Das klingt nach marginal, doch die Forscher sind sicher, dass sich das System auch in ganz anderen Größenordnungen bauen lässt.
"Auf dem Weg, die Ethylenproduktion grün zu machen, ist dies ein potenzieller Durchbruch. Unser nächster Schritt besteht darin, das integrierte CO2-Abscheidungs- und -umwandlungssystem zu erweitern, um ein Kilogramm Ethylen pro Tag zu produzieren", unterstreicht Singh abschließend. Ethylen wird heute aus fossilen Rohstoffen hergestellt, vor allem aus Erdgas.
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