Der größte CO2-Emittent ist die Verbrennung fossiler Brennstoffe. Um diesen Prozess zu bewältigen, wurde die Kohlendioxid-Reduktion (CO2R) bevorzugt. Ein neuer Ansatz zeigt nun, dass diese Methode das Potenzial hat, Wasser zu reinigen und Treibhausgase in nachhaltigen Kraftstoff umzuwandeln.
Wussten Sie schon? Fossile Brennstoffe sind für 78 % der negativen Veränderungen in der Energiebilanz der Erdatmosphäre verantwortlich, die zwischen 1990 und 2022 entstanden sind.
Die Forscher des Amanchukwu-Labors der Pritzker School of Molecular Engineering an der Universität Chicago haben eine innovative Technik entwickelt. Diese lenkt Wassermoleküle so, dass die Effizienz der CO₂-Reduktion gesteigert und ein Kreislauf sauberer Energie geschaffen wird.
Derzeit könnte Kohlendioxid aus fossilen Brennstoffen extrahiert und mithilfe von erneuerbarem Strom wieder in saubere Kraftstoffe umgewandelt werden. Bei Erfolg könnte dieses neue Verfahren einen vielversprechenden Ansatz zur Erzeugung sauberer Kraftstoffe darstellen.
Highlights der Studie
- Die neue Methode zur Manipulation von Wassermolekülen zur Herstellung von CO2R ist unter leicht sauren Bedingungen nahezu 100 % effizient.
- Bei der neuen Methode werden entweder Gold oder Zink als Katalysatoren verwendet.
- Durch die Entwicklung einer Elektrolytlösung kann das Verhalten des Wassers so gesteuert werden, dass anstelle von Wasserstoffgas-Nebenprodukten die gewünschten Moleküle entstehen.
- Dadurch konnten günstigere, reichlich vorhandene Metalle wie Zink verwendet werden, anstatt auf Katalysatoren aus Edelmetallen zurückzugreifen.
Herausforderungen: Kollision mit anderen Reaktionen
- CO2R ist in direktem Widerstand gegen die Wasserstoffentwicklungsreaktion (HER). Es erzeugt lediglich Wasserstoffgas anstelle der eigentlichen Kraftstoffmoleküle.
- Metalle wie Platin und Gold sind ausgezeichnete Katalysatoren, aber sehr teuer und werden daher in der Industrie nicht bevorzugt.
- Kohlendioxid neigt auch dazu, zu reagieren und unerwünschte Carbonat-Nebenprodukte.
Die neue Methode des UChicago-Teams schafft jedoch durch die Überwindung dieser Herausforderungen eine Aussicht auf sauberes Wasser und die Umwandlung von Treibhausgasen in nachhaltigen Kraftstoff.
„Dank unserer Entdeckung können wir nun ein auf der Erde häufig vorkommendes Metall, Zink, verwenden, da wir jetzt eine separate Methode zur Kontrolle von Wasser haben“, erklärte Professor Chibueze Amanchukwu , der das Forschungslabor leitet.
Es bleibt noch viel zu erforschen, um diese Methode effizienter und industriell umsetzbar zu machen. Diese Entdeckung ist jedoch ein positives Zeichen für die Bekämpfung von Kohlenstoffemissionen und die umweltfreundliche Kraftstoffproduktion.
