Trotz alle Bemühungen rund um das Thema alternative Brennstoffe führt auch heute noch kein Weg an fossilen Energieträgern vorbei. Und es geht nicht nur um Treib- und Brennstoffe, sondern auch im Bereich Kunststoffen und anderen chemischen Verbindungen ist Erdöl von entscheidender Bedeutung. Der Versuch, die fossilen Brennstoffe durch nachhaltige Alternativen zu ersetzen, kam bisher kaum aus den Kinderschuhen heraus. Forscher der ETH Zürich wollen das ändern. Sie haben einen Katalysator entwickelt, mit dessen Hilfe sie Mehthanol aus CO2 und Wasserstoff herstellen können. Die Technologie soll dabei helfen, die Massenproduktion von alternativen Brennstoffen voranzutreiben.


Bild: ETH Zürich / Matthias Frei

Indiumoxid als Katalysator

Methanol gilt als sogenannte Grundchemikalie und kann zur Herstellung von Treibstoffen sowie einer großen Menge chemischer Produkte verwendet werden. Außerdem kann es direkt als Treibstoff verwendet werden und etwa Methanol-Brennstoffzellen antreiben.

Allerdings tut man sich bei der Nachhaltigen Herstellung von Methanol bisher etwas schwer. Der Ansatz, den das Team der ETH gemeinsam mit dem Mineralölunternehmen Total entwickelt hat, dreht sich um einen chemischen Katalysator auf Basis von Indiumoxid. Die Forscher rund um Pérez-Ramírez, Professor für Katalyse-Engineering an der ETH, konnten bereits vor einigen Jahren in Experimenten nachweisen, dass Indiumoxid in der Lage ist, die für die Herstellung von Ethanol aus CO2 und Wasserstoff nötige chemische Reaktion zu katalysieren. Die Reaktion ist bei der Verwendung von Indiumoxid als Katalysator sehr umweltfreundlich – neben Wasser entstehen kaum nennenswerte Nebenprodukte. Außerdem ist der Katalysator sehr stabil. Die Reaktivität von Indiumoxid als Katalysator ließ aber noch zu wünschen übrig, was der Verwendung der Methode in industriellen Anlagen entgegenstand.


Methode dicht an der Marktreife

Nun ist es den Forschern jedoch gelungen, die Aktivität des Katalysators wesentlich zu erhöhen. Dazu mis chten sie dem Indiumoxid eine kleine Menge Palladium bei. „ Genauer gesagt führen wir einzelne Palladium-Atome ins Kristallgitter des Indiumoxids ein, welche weitere Palladium-Atome an dessen Oberfläche verankern und damit Cluster bilden, welche wichtig sind für die Leistung des Katalysators„, so Cecilia Mondelli, die an dem Projekt beteiligt war. Es handelt sich damit sozusagen um eine Art Nanotechnologie.

Heute wird Methanol industriell ausschliesslich aus fossilen Energiequellen gewonnen, mit einem entsprechend hohen CO2-Fussabdruck. Mit unserer Technik benutzen wir CO2 zur Herstellung von Methanol„, erklärt Pérez-Ramírez. Das nötige CO2 könne aus der Luft oder aus industriellen Abgasen gewonnen werden.

Auch mit der neuen Technologie ist die Methanol-Herstellung natürlich nur dann wirklich nachhaltig, wenn der benötigte Wasserstoff mit Hilfe von erneuerbarer Energie hergestellt wird. Dann allerdings kann das gewonnenen Methanol als nachhaltiger Grundstoff für die Herstellung chemischer Produkte und Treibstoffe genutzt werden.

Die Gruppe rund um Pérez-Ramírez betont, dass ihre Methode bereits dicht an der Marktreife sei. Ein Patent ist bereits angemeldet, und der Mineralölkonzern Total plant, die Methode hochzuskalieren und in den nächsten Jahren in eine Demonstrationsanlage zu integrieren.

via ETH Zürich

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