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Aktuell  22.09.2022

CO2 wird klimaneutrales Methan

Forscher unter der Leitung von Hefeng Cheng von der Shandong University haben einen wirtschaftlichen Weg zur Umwandlung von CO2 in Methan mittels Katalysator gefunden.

Gold galt immer schon als Top-Favorit, doch die Atome haben die Angewohnheit zu verklumpen, sodass sich die katalytisch aktive Oberfläche massiv reduziert. Genau dieses Verklumpen konnte nun verhindert werden.

Beim neuen Katalysator treten die Atome solo auf. Aufgrund ihrer einzigartigen elektronischen Strukturen verhalten sich Einzelatomkatalysatoren anders als herkömmliche Metall-Nanopartikel. Auch wenn sie an einem geeigneten Träger befestigt sind, stehen fast alle einzelnen Atome als aktive katalytische Zentren zur Verfügung. In diesem neuen Katalysator sind die singulären Goldatome in einer ultradünnen Zink-Indiumsulfid-Nanoschicht verankert.

Das Team bezieht die Energie, die es für die Umwandlung von CO2 in Methan benötigt, aus der Sonne, genauer gesagt aus einem Rutheniumkomplex, der unter dem Einfluss von Sonnenlicht zur Elektronenkanone wird. Die elektrisch negativen Teilchen landen mithilfe der Goldatome in den CO2-Molekülen. Diese werden angeregt, sodass sie, anders als im Rohzustand, bereit sind, Wasserstoffatome aufzunehmen, da die hinderliche Energiebarriere abgesenkt wird. Es entsteht Methan, das sich nicht nur als Ersatz für Erdgas, wie etwa in Heizungssystemen eignet, sondern auch in Fahrzeugmotoren verbrennen lässt. Die Nutzung ist, anders als bei Erdgas, klimaneutral, weil nur so viel CO2 frei wird, wie zuvor eingefangen wurde.

Bison als CO2-Lieferant

Im US-Bundesstaat Wyoming wird die weltweit größte Anlage zur Entfernung von Kohlenstoffdioxid (CO2) aus der Luft gebaut. Das 'Project Bison' soll im nächsten Jahr in Betrieb genommen werden und bis zum Ende des Jahrzehnts erweitert werden, sodass sie jedes Jahr fünf Millionen Tonnen CO2 einfangen kann. Anfangs soll die Jahreskapazität bei 10.000 Tonnen liegen. Das Klimagas wird unterirdisch eingelagert. Die CarbonCapture-Anlagen befinden sich in Standardcontainern.

Die Abscheidetechnologie steuert CarbonCapture bei. Das in Los Angeles ansässige Unternehmen hat sich für dieses Unterfangen mit Frontier Carbon Solutions aus dem texanischen Irving zusammengetan, das sich auf die Endlagerung von CO2 spezialisiert hat.

CarbonCaptures fängt das CO2 mit Hilfe von Festkörpern ein, durch die Luft gepumpt wird. Diese halten gezielt CO2 zurück und lassen es nicht mehr entkommen. Das Klimagas wird schließlich abgetrennt, indem die Adsorbentien erhitzt werden. Damit dies der Umwelt nicht schadet, sollen dazu solare Wärme und Windenergie genutzt werden. Eingelagert wird das Klimagas in unterirdische salzhaltige Formationen, später möglicherweise auch in ehemaligen Gas-und Erdöllagern, die dort zunehmend ausgebeutet werden. Es kann auch als Rohstoff für die Herstellung von umweltneutralen Kraftstoffen genutzt werden, vorausgesetzt, es finden sich Interessenten.

CarbonCaptures überholt mit seinem Project Bison möglicherweise den Pionier auf diesem Gebiet, das Zürcher Unternehmen Climeworks. Dessen größte Anlage auf dem Gelände des Geothermiekraftwerks Hellisheidi in Island schafft jährlich 4000 Tonnen. Zur Trennung der Adsorbentien von CO2 wird dort Strom aus dem emissionsfreien Kraftwerk genutzt. Derzeit ist mit Mammoth eine 36.000-Tonnen-Anlage am gleichen Standort im Bau. Das CO2 wird dort mit Wasser vermischt in den Untergrund gepresst. Dort versteinert es innerhalb von weniger als zwei Jahren, sodass keine Gefahr mehr besteht, dass es jemals wieder in die Atmosphäre gelangt.

pte/red

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#CO2. Klima #Erdgas #Energie



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