Mit Hilfe von Sonnenlicht Kohlendioxid als Energieträger nutzbar zu machen. Das ist das Ziel des neuen Forschungsprojekts "Solar2fuel" zum Recycling von Treibhausgasen. Forscher von BASF, EnBW, der Universität Heidelberg und des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) wollen CO2 in einen Kraftstoff für Brennstoffzellen oder umgerüstete Verbrennungsmotoren umwandeln, um somit die umweltfreundliche Verkehrstechnologie voranzutreiben und zugleich eine Alternative zu den bestehenden Plänen der CO2-Speicherung zu entwickeln. "Ein solches Verfahren der Photokatalyse könnte neue Wege zur Erzeugung leicht handhabbarer Energieträger aufzeigen", sagt Prof. Dr. Michael Grunze vom Physikalisch - Chemischen Institut der Universität Heidelberg. Dazu sollen Ansätze aus der Nanotechnologie und der Materialforschung mit katalytischen Prozessen kombiniert werden.
Die Wissenschaftler der Universität Heidelberg arbeiten gemeinsam mit BASF-Experten um Dr. Jan Schoeneboom an einer luft- und lichtstabilen Kombination von Farbstoffen und funktionalisierten Halbleiterteilchen in Nano-Größe. Diese ist Voraussetzung dafür, dass das Sonnenlicht mit Hilfe von organischen Farbstoffen im optimalen Bereich absorbiert werden kann und damit Energie zur Umwandlung von CO2 liefert. Durch Photokatalyse soll das Kohlendioxid, das zum Beispiel bei Verbrennungsprozessen in einem Kraftwerk entsteht, mit Wasser in den Energieträger Methanol umgewandelt werden. Auf diese Weise kann das Sonnenlicht bei der Verwertung von CO2 direkt als regenerative Energiequelle genutzt werden - ähnlich wie bei der pflanzlichen Photosynthese, nur in einem deutlich effizienteren Prozess, wie die Forscher hoffen.
Die Experten von EnBW untersuchen die Energie-, Emissions- und Kostenbilanzen im Gesamtprozess - vom Kraftwerksabgas über die eigentliche Photokatalyse bis hin zur Nutzung der Produkte. Analysiert werden auch die Kosten für die Bereitstellung von Kohlendioxid aus Kraftwerken. "EnBW will damit ermitteln, unter welchen Bedingungen solche Verfahren wirtschaftlich tragfähig sein können", erläutert Prof. Dr. Wolfram Münch, Leiter EnBW Forschung und Innovation. Mit der ingenieurtechnischen Realisierung von "Solar2fuel" beschäftigen sich Wissenschaftler des KIT unter der Leitung von Prof. Dr. Henning Bockhorn. Sie untersuchen die physikalisch-chemischen und verfahrenstechnischen Aspekte im Gesamtprozess. Auf der Basis der Analyse des Gesamtsystems soll das Design für einen photochemischen Reaktor entwickelt und mit computergestützten Methoden simuliert werden.
Quelle: BASF AG
