Reaktoren vor Ort könnten CO₂ kostengünstig in wertvolle Chemikalien umwandeln
"Ich bin begeistert von dem Potenzial dieser Technologie"
Eine neue, an der University of Waterloo entwickelte Technologie könnte im Kampf gegen den Klimawandel einen wichtigen Beitrag leisten, indem sie schädliches Kohlendioxid (CO2) kostengünstig in Kraftstoffe und andere wertvolle Chemikalien im industriellen Maßstab umwandelt.
Links: ein Schema, das die wichtigsten Komponenten des Reaktors und den Funktionsmechanismus zeigt. Rechts: ein Bild des CO2-Stapels, der eine Demonstration der kommerziellen Reaktoren darstellt.
Dr. Zhongwei Chen, a chemical engineering professor at the University of Waterloo
In einer in der Fachzeitschrift Nature Energy veröffentlichten Studie wird beschrieben, dass das System zehnmal mehr Kohlenmonoxid (CO) erzeugt - das zur Herstellung von Ethanol, Methan und anderen erwünschten Stoffen verwendet werden kann - als die bestehenden Technologien in kleinem Maßstab, die derzeit nur in Labors getestet werden.
Die einzelnen Zellen können auch zu Reaktoren beliebiger Größe gestapelt werden, was die Technologie zu einer anpassbaren, wirtschaftlich tragfähigen Lösung macht, die beispielsweise direkt vor Ort in Fabriken mit CO2-Emissionen installiert werden könnte.
"Dies ist eine wichtige Brücke, um die CO2-Labortechnologie mit industriellen Anwendungen zu verbinden", so Dr. Zhongwei Chen, Professor für Chemieingenieurwesen in Waterloo. "Ohne diese Brücke ist es für materialbasierte Technologien sehr schwierig, kommerziell genutzt zu werden, weil sie einfach zu teuer sind.
Das System besteht aus so genannten Elektrolyseuren, die CO2, ein wichtiges Treibhausgas, das bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe entsteht, mithilfe von Wasser und Strom in CO umwandeln.
Die von den Forschern entwickelten Elektrolyseure verfügen über neue Elektroden und eine neue Art von Elektrolyt auf Flüssigkeitsbasis, der mit CO2 gesättigt ist und durch die Geräte fließt, um durch eine elektrochemische Reaktion in CO umgewandelt zu werden.
Bei ihren Elektrolyseuren handelt es sich im Wesentlichen um 10 mal 10 Zentimeter große Zellen, die um ein Vielfaches größer sind als bestehende Geräte und die in Reaktoren beliebiger Größe gestapelt und konfiguriert werden können.
"Dies ist ein völlig neues Modell für einen CO2-Reaktor", so Chen, Inhaber des Canada Research Chair in Advanced Materials for Clean Energy. "Es macht den gesamten Prozess für die Industrialisierung wirtschaftlich tragfähig und kann an spezifische Anforderungen angepasst werden."
Die Forscher stellen sich Vor-Ort-Reaktoren in Kohlekraftwerken und Fabriken vor, vielleicht in der Größe eines Hauses oder mehr, die direkt mit CO2-Emissionen gespeist würden, was die Kosten weiter senken würde, da das CO2 nicht erst abgeschieden und gesammelt werden müsste.
Es werden auch Pläne entwickelt, die Reaktoren mit erneuerbaren Energiequellen vor Ort zu betreiben, z. B. mit Sonnenkollektoren, was ebenfalls zum Umweltnutzen beiträgt.
"Ich bin begeistert von dem Potenzial dieser Technologie", sagte Chen. "Wenn wir wirklich etwas bewirken wollen, indem wir die Emissionen reduzieren, müssen wir uns darauf konzentrieren, die Kosten zu senken, um sie erschwinglich zu machen.
Zu Chens Mitarbeitern in Waterloo gehörten die Postdoktorandin Dr. Guobin Wen und die Professoren für Chemieingenieurwesen Dr. Aiping Yu und Dr. Jeff Gostick. Mehrere Forscher der South China Normal University leisteten ebenfalls einen Beitrag.
Hinweis: Dieser Artikel wurde mit einem Computersystem ohne menschlichen Eingriff übersetzt. LUMITOS bietet diese automatischen Übersetzungen an, um eine größere Bandbreite an aktuellen Nachrichten zu präsentieren. Da dieser Artikel mit automatischer Übersetzung übersetzt wurde, ist es möglich, dass er Fehler im Vokabular, in der Syntax oder in der Grammatik enthält. Den ursprünglichen Artikel in Englisch finden Sie hier.
Originalveröffentlichung
Weitere News aus dem Ressort Wissenschaft
Holen Sie sich die Chemie-Branche in Ihren Posteingang
Ab sofort nichts mehr verpassen: Unser Newsletter für die chemische Industrie, Analytik, Labor und Prozess bringt Sie jeden Dienstag und Donnerstag auf den neuesten Stand. Aktuelle Branchen-News, Produkt-Highlights und Innovationen - kompakt und verständlich in Ihrem Posteingang. Von uns recherchiert, damit Sie es nicht tun müssen.
