Im Plasma entsteht aus CO2 sauberer Sprit
Mit einem neuen Verfahren, das bei niedrigen Temperaturen und mäßigem Druck arbeitet, lassen sich aus CO2 und Wasserstoff höhere Kohlenwasserstoffe herstellen, letztlich etwa Diesel, Benzin und Kerosin oder Rohstoffe für die Kunststoffproduktion. Das haben Forscher der Pennsylvania State University (Penn State), der Chinese University of Hongkong und der Sichuan University herausgefunden.
27.07.2021
Zimmertemperatur reicht aus
Bisher sind Temperaturen von bis zu 400 Grad Celsius und Drücke von zehn bis 40 Bar nötig, um CO2 zur Reaktion mit Wasserstoff zu zwingen. Damit ließe sich der Einsatz fossiler Rohstoffe wie Erdöl und Erdgas reduzieren und so die Umwelt schonen, denn das für das Verfahren benötigte CO2 wird der Atmosphäre entnommen. Laut Penn-State-Professor Sven G. Bilén und seinem Kollegen Sean D. Knecht funktioniert das bei Zimmertemperatur und Umgebungsdruck. Zusätzlich zu einem Katalysator, der bei anderen Verfahren nötig ist, um die Reaktion zu beschleunigen, nutzt das Team ein Plasma, um das CO2 reaktionsbereit zu machen.
Ein Plasma - in diesem Fall ein Niedertemperatur-Plasma - besteht aus einem Gemisch aus Ionen und freien Elektronen. Es ähnelt einem Gas, hat aber neben fest, flüssig und gasförmig einen eigenen Aggregatzustand. „In dem Plasma gibt es unzählige Elektronen mit hoher Energie“, so Xiaoxing Wang, ebenfalls Assistenzprofessor an der Penn State. Diese geben ihre Energie sowohl an CO2 als auch an den Reaktionspartner Wasserstoff ab. Damit aktivieren sie die Oberflächen der Atome. Schützenhilfe leistet ein Katalysator, den die Forscher noch verbessern wollen, um die Ausbeute zu erhöhen. Der gesamte Prozess findet in einem Reaktor statt, der den Innenraum von der Außenwelt abschottet.
74 Prozent CO2 werden genutzt
Bisherige Versuche, die Reaktion mit Elektronen in einem Plasma zu katalysieren, brachten nur Kohlenstoffmonoxid und Methan hervor. Mit dem neuen Verfahren lassen sich laut dem internationalen Forscher-Team in einem einzigen Schritt höhere Kohlenwasserstoffe herstellen. Dabei würden 74 Prozent des verwendeten CO2 umgesetzt.
