Ohne Fischer-Tropsch
Treibstoffsynthese aus einphasigem thermo-chemischem Prozess
Forscher des Schweizer Paul Scherrer Institutes PSI und der ETH Zürich haben eine Materialkombination entwickelt, die in einem thermo-chemischen Prozess unter Sonneneinstrahlung aus Wasser und Kohlendioxid Treibstoffe erzeugt. Das bisher zusätzlich nötige Fischer-Tropsch-Verfahren kann entfallen.
Bestimmte Materialien wie Ceroxid verlieren bei einer Hochtemperaturbehandlung (Aktivierung) Sauerstoff-Atome. Werden nun Wasser- und Kohlendioxid über das vorbehandelte Material geleitet, geben sie Sauerstoff-Atome ab. Das Ceroxid regeneriert sich, während sich Wasser in Sauerstoff (O) und Wasserstoff (H2) und Kohlendioxid in Kohlenmonoxid (CO) und Sauerstoff (O) umwandeln.
Aus dem so gewonnenen Wasserstoff und Kohlenmonoxid lassen sich in einer zusätzlichen Fischer-Tropsch-Synthese flüssige Kohlenwasserstoffe wie Methan, Benzin und Diesel herstellen. Das europäische Forschungskonsortium SOLAR-JET schlug kürzlich die Kombination der beiden Verfahren vor. Die 1925 in Mühlheim/Ruhr entwickelte Fischer-Tropsch-Synthese wird weltweit großtechnisch eingesetzt, um aus Synthesegasen wie CO und H2 flüssige Kohlenwasserstoffe herzustellen. Südafrika deckte z.B. zeitweise 30 Prozent seines Treibstoffbedarfes durch das Verfahren.
»Damit ist das Speicherproblem zwar im Prinzip gelöst. Allerdings ist der technische Aufwand einer Fischer-Tropsch-Synthese beträchtlich«, kritisiert Ivo Alxneit, Chemiker am Labor für Solartechnik des PSI. Alxneit und Kollegen haben ein Verfahren entwickelt, wie sich die Treibstoffe direkt im ersten Verfahrensschritt erzeugen lassen. Der Schlüssel liegt im Hinzufügen kleiner Mengen Rhodium, das als Katalysator Reaktionen mit Wasserstoff, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid ermöglicht.
»Es war eine grosse Herausforderung, die extremen Reaktionsbedingungen zu beherrschen und ein Katalysator-Material zu entwickeln, das den Aktivierungsprozess bei 1500 Grad Celsius übersteht«, sagt Fangjian Lin, Doktorand am PSI. »Noch liefert unser kombinierter Prozess nur kleine Mengen an direkt verwertbaren Treibstoffen«, resümiert Alxneit. »Aber wir haben gezeigt, dass unsere Idee funktioniert. Sie ist hier der Schlüssel, denn davor war das alles nur Science Fiction.«
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