Forscher der Universität Cambridge haben einen solarbetriebenen Reaktor gebaut, der atmosphärisches Kohlendioxid (CO2) in ein Gas umwandelt, das eines Tages Fahrzeuge antreiben, netzunabhängige Haushalte versorgen und sogar pharmazeutische Produkte herstellen könnte.
Die Forscher sagen, sie seien von der Photosynthese inspiriert worden und behaupten, dass ihre Technologie im Vergleich zu früheren solarbetriebenen Geräten einfacher hochskaliert werden kann. Die Forschung des Teams wurde heute in der Zeitschrift Nature Energy veröffentlicht.
Lösungsansatz für das Klima
CO2-Abscheidung und -Speicherung (was genau das ist, was es klingt) ist ein möglicher Weg zur Reduzierung von Treibhausgasemissionen. Das Problem ist, dass die meisten Technologien zur CO2-Abscheidung selbst durch das Verbrennen fossiler Brennstoffe betrieben werden – ganz zu schweigen davon, dass das in diesem Prozess eingefangene CO2 irgendwo gespeichert werden muss, beispielsweise tief unter der Erde. Doch ein neuer Reaktor könnte all dies lösen.
„Was wäre, wenn wir anstatt das Kohlendioxid unter die Erde zu pumpen, etwas Nützliches daraus machen würden?“, sagte Sayan Kar, Chemiker an der Universität Cambridge und erster Autor der Studie, in einer Erklärung der Universität. „CO2 ist ein schädliches Treibhausgas, kann aber auch in nützliche Chemikalien umgewandelt werden, ohne zur globalen Erwärmung beizutragen.“
Funktionsweise des neuen Reaktors
Der neue Reaktor von Kar und seinen Kollegen ist vollständig solarbetrieben, was bedeutet, dass er keine Kabel oder Batterien benötigt. Nachts filtert er CO2 aus der Luft – ähnlich wie ein Schwamm Wasser aufnimmt, so die Forscher. Tagsüber heizt das Sonnenlicht das gesammelte CO2 auf, das die Infrarotstrahlung der Sonne absorbiert, während ein Halbleiterpulver die ultraviolette Strahlung absorbiert. Ein Spiegel am Reaktor konzentriert das Sonnenlicht, um die Effizienz des Systems zu steigern.
Die Absorption initiiert eine chemische Reaktion im Reaktor, die das CO2 in Synthesegas oder Syngas umwandelt, eine Mischung aus Kohlenmonoxid (CO) und Wasserstoff (H2), die ein wichtiger Bestandteil bei der Herstellung vieler Treibstoffe und Chemikalien ist. Das Team erforscht derzeit, wie man dieses solarbetriebene Syngas in flüssige Treibstoffe umwandeln kann, die eines Tages Fahrzeuge wie Autos und Flugzeuge nachhaltig antreiben könnten.
„Wenn wir diese Geräte in großem Maßstab herstellen würden, könnten sie zwei Probleme auf einmal lösen: CO2 aus der Atmosphäre entfernen und eine saubere Alternative zu fossilen Brennstoffen schaffen“, sagte Kar. „CO2 wird als schädliches Abfallprodukt gesehen, ist aber auch eine Gelegenheit.“
Chancen für die Zukunft
Die Forscher behaupten, ein Solarreaktor dieser Art könnte sogar von Einzelpersonen genutzt werden (im Gegensatz dazu, ein ganzes Viertel oder eine Stadt zu versorgen), um Energie für abgelegene Orte bereitzustellen. Darüber hinaus könnte das Syngas, aufgrund dessen weit verbreitetem Einsatz in der Chemieproduktion, auch den CO2-Fußabdruck des Chemiesektors verringern.
„Anstatt weiterhin fossile Brennstoffe zu fördern und zu verbrennen, um die Produkte herzustellen, auf die wir uns verlassen, können wir das gesamte benötigte CO2 direkt aus der Luft gewinnen und wiederverwenden“, sagte Erwin Reisner, Chemiker an der Universität Cambridge, der die Studie leitete. „Wir können eine zirkuläre, nachhaltige Wirtschaft aufbauen – wenn wir den politischen Willen dazu haben.“
Hier hoffen wir, dass wir auf dem Markt schneller als gedacht Autos sehen, die von solarbetriebenen CO2-Abscheidungsreaktoren angetrieben werden.
