Treibstoffe: Die Sonne im Tank?
Wie sich mit Hilfe der Sonne aus Kohlendioxid und Wasser hochenergetische Treibstoffe herstellen lassen, wissen Forscher der ETH Zürich und des Paul Scherrer Instituts (PSI). Sie haben ein entsprechendes Verfahren entwickelt.
Während Tausende von Spiegeln die Sonnenstrahlen auf einen Wärmeabsorber bündeln, wird direkt oder über einem Wärmetauscher bei mehr als 500 Grad Celsius Dampf erzeugt. Diese Wärmeenergie wandeln Turbinen dann in elektrischen Strom um. So funktioniert nicht nur ein Solarkraftwerk, sondern auch das von den Wissenschaftern der ETH und des PSI entwickelte Verfahren. Das heisst, mittels gebündelten Sonnenlichts, wird ein chemischer Prozess ausgelöst, bei welchem Wasser und Kohlendioxid direkt in Treibstoff umgewandelt werden.
Möglich macht dies das sogenannte Ceroxid oder vielmehr die Verbindung des Metalls Cer mit Sauerstoff. Steigt die Temperatur auf rund 1500 Grad, verliert das Ceroxid einige Sauerstoffatome und wird, wenn es abkühlt, wird es gewissermassen hungrig auf Sauerstoffatome. Wird nun über die so aktivierte Ceroxid-Oberfläche Wasser und Kohlendioxid geleitet, entziehen diese Stoffe dem Ceroxid Sauerstoff. In der Folge regeneriert sich das Ceroxid und lässt Wasserstoff und Kohlenmonoxid übrig. Bei dem Prozess handelt es sich um einen thermisch-chemischen Zyklus.
Bis anhin bedurfte eines aufwendigen zweiten Schrittes, um auf diese Weise gasförmige oder flüssige Kohlenwasserstoffe – Treibstoffe wie Methan, Benzin und Diesel – herzustellen. Bei dem von den ETH- und den PSI-Forschern entwickelten Verfahren kann dieser zwar nicht umgangen aber in den ersten integriert werden. Dies geschieht mit Hilfe kleinster Rhodium, die dem Material beigemischt werden. Bei Rhodium handelt es sich um ein Material, das als Katalysator die Reaktion von Wasserstoff mit Kohlenmonoxid antreibt. „Der Katalysator inst ein zentraler Gegenstand der Forschung für die Herstellung dieser Solar-Treibstoffe“, wird Ivo Alxneit vom PSI in der Medienmitteilung des PSI zitiert.
Allerdings ist das Verfahren noch nicht hundertprozentig ausgereift, es liefert vorderhand erst kleine Mengen an verwertbaren Treibstoffen. Doch das soll sich ändern. Wie das PSI schreibt, hat sich mit den Tests die prinzipielle Machbarkeit des Verfahrens gezeigt. Nun könnten sich die Forscher seiner Optimierung widmen. (mai/mgt/sda)
