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Wie Sonnenwärme zu Sprit wird
Die Sonne erscheint uns als praktisch unerschöpfliche Energiequelle. Schade, dass so viel von der Sonnenwärme „nutzlos“ verpufft. Wie sinnvoll wäre es, wenn man sie unmittelbar speichern und bei Bedarf abrufen könnte. Forscher des Paul Scherrer Instituts (PSI) haben jetzt einen chemischen Prozess vorgestellt, mit dem die Speicherung gelingt und sich hochenergetische Treibstoffe herstellen lassen.
Der neue Ansatz funktioniere nach einem ganz ähnlichen Prinzip wie das der Solarkraftwerke, so Ivo Alxneit, Chemiker am Labor für Solartechnik des PSI. „Damit lässt sich die Sonnenenergie in Form chemischer Bindungen speichern. Das ist einfacher als Strom zu speichern.“ Alxneit und seine Kollegen setzen Wärme ein, um bestimmte chemische Prozesse anzuregen, die erst bei sehr hohen Temperaturen von über 1.000 Grad Celsius ablaufen. Für die benötigte Hitze kann eines Tages die Sonnenenergie genutzt werden.
Energiearme Stoffe in energiereiche umgewandelt
Dafür haben sie eine neue Materialkombination aus Ceroxid und Rhodium entwickelt. Bei dem Prozess handelt es sich um einen thermo-chemischen Zyklus. Bereits vor zehn Jahren haben die Wissenschaftler gezeigt, dass sich auf diese Weise energiearme Stoffe wie Wasser und Kohlendioxid in energiereichere Stoffe wie Wasserstoff und Kohlenmonoxid umwandeln lassen.
Das Prinzip funktioniert in Gegenwart von Ceroxid, einer Verbindung des Metalls Cer mit Sauerstoff. Bei sehr hohen Temperaturen von rund 1.500 Grad Celsius verliert das Ceroxid einige Sauerstoff-Atome. So vorbehandelt ist das Material bei wieder niedrigeren Temperaturen begierig, erneut Sauerstoff-Atome an sich zu binden. Werden nun Wasser- und Kohlendioxid-Moleküle über eine derart aktivierte Oberfläche geleitet, geben sie Sauerstoff-Atome ab.
Treibstoff-Herstellung und Speicherung
Wasser wird so zu Wasserstoff umgewandelt und Kohlendioxid zu Kohlenmonoxid, während sich zugleich das Ceroxid regeneriert. Für letzteres kann der Kreisprozess von vorne beginnen. Aus dem entstandenen Wasserstoff und Kohlenmonoxid wiederum lassen sich Treibstoffe herstellen – konkret sind dies gasförmige oder flüssige Kohlenwasserstoffe wie Methan, Benzin und Diesel. Eine direkte Nutzung, aber auch die Speicherung ist möglich.
Artikel von: pressetext.redaktion
Artikelbild: Ivo Alxneit, Chemiker am Labor für Solartechnik des Paul Scherrer Instituts PSI (Bild: © Paul Scherrer Institut/Markus Fischer)