TU-Forscher treiben Carbon-Capture-Technologien voran
Bei der dringenden Suche nach Möglichkeiten, Treibhausgase wieder aus der Atmosphäre zu entfernen, gibt es immer neue Ergebnisse. Eines stammt von der Technischen Universität in Wien. Da wurde eine Technologie entwickelt, um die Umwandlung von Treibhausgasen wie CO2 und Methan in nützliche Gase wie Wasserstoff und Kohlenmonoxid zu beschleunigen. Diese kann man wiederum einsetzen, um sie in Biotreibstoffen einzusetzen.
Essenziell bei dieser Umwandlung sind Katalysatoren. Die haben aber das Problem, dass sich auf diesen Katalysatoren rasch eine Schicht aus Kohlenstoff bildet – das so genannte „Verkoken“. Die TU-Forscher Florian Schrenk und Christoph Rameshan haben da nun einen neuen Ansatz, um die Verkokung zu verhindern. Auf Perowskit-Kristallen erzeugte man durch spezielle Vorbehandlung winzige metallische Nanopartikel. Das Zusammenspiel aus Kristalloberfläche und Nanopartikeln sorgt dann dafür, dass die gewünschte chemische Reaktion stattfindet, ohne dass es zur gefürchteten Verkokung kommt.
„Die sogenannte Methan-Trockenreformierung ist eine Methode, mit der man beide Gase gleichzeitig in nützliche Synthesegase umwandeln kann“, so Prof. Christoph Rameshan vom Institut für Materialchemie der TU Wien. „Aus Methan und Kohlendioxid entstehen Wasserstoff und Kohlenmonoxid – und daraus lassen sich dann relativ einfach andere Kohlenwasserstoffe herstellen, bis hin zu Biotreibstoffen.“ Generell trägt die Forschung damit zum immer wichtigeren Gebiet der „Carbon Capture and Utilization“ bei – also Technologien, mit denen CO2 eingefangen und neu verwendet wird.
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„Weiterverarbeitung klimaschädlicher Treibhausgase“
„Wir konnten in unseren Experimenten zeigen: Wenn man die richtige Größe von Nanopartikeln wählt, dann kommt es zu keinen Kohlenstoff-Ablagerungen – das Verkoken ist dann keine Gefahr mehr“, sagt Forscher Florian Schrenk. „Außerdem sind die Nanopartikel stabil, die Struktur des Katalysators verändert sich nicht, er kann dauerhaft genutzt werden.“ Eingesetzt wird dazu so genannte Perowskite, das sind sauerstoffhaltige Kristalle. Die kennt man bereits aus der Weiterentwicklung von Photovoltaik – dort werden Perowskite verwendet, um flexible und leistungsstarke Solarzellen herzustellen.
Die an der TU Wien entwickelten Perowskit-Katalysatoren könnten „überall zum Einsatz kommen, wo gleichzeitig Methan und Kohlendioxid anfällt – das ist häufig der Fall, wenn man mit biologischen Substanzen zu tun hat, etwa in Biogasanlagen“, heißt es. „Je nach gewählter Reaktionstemperatur kann man die Zusammensetzung des entstehenden Synthesegases beeinflussen. So könnte die Weiterverarbeitung klimaschädlicher Treibhausgase zu wertvollen Produkten ein wichtiger Baustein für eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft werden.“
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