Wissenschaftler der Universität Cambridge haben einen Solarreaktor entwickelt, der Plastikmüll und CO2 in nützliche Chemikalien und nachhaltige Kraftstoffe umwandelt. Mithilfe von Solarenergie wandelten sie Industrie- und Luftemissionen in umweltfreundliche Flüssigkraftstoffe und Plastikflaschen in Glykolsäure für Kosmetika um. Ziel der Technologie ist es, fossile Brennstoffe zu entfernen und den Kohlenstoffausstoß in der Atmosphäre zu reduzieren. Mit dieser Solarenergie, die CO2 und Plastik in nachhaltige Kraftstoffe umwandelt, können die unterirdische Speicherung von Kohlendioxid und deren langfristige Folgen reduziert werden.
Wissenschaftler der Universität Cambridge haben einen Solarreaktor entwickelt, der CO2 und Plastikmüll in umweltfreundliche Kraftstoffe und nützliche Chemikalien umwandelt. CO2 wurde zu Synthesegas für nachhaltige Flüssigkraftstoffe und Plastikflaschen zu Glykolsäure für Kosmetika verarbeitet. Im Gegensatz zu früheren Experimenten mit ihrer Solarkraftstofftechnik verwendeten die Forscher CO2 aus realen Quellen, wie Industrieabgasen oder direkt aus der Atmosphäre. Die Wissenschaftler fingen CO2 ein und wandelten es in umweltfreundlichen Kraftstoff um.
Diese Technologie muss noch verbessert werden, bevor sie im großen Maßstab eingesetzt werden kann. Die Ergebnisse zeigen jedoch einen wichtigen Fortschritt bei der Produktion sauberer Kraftstoffe zur Energieversorgung der Wirtschaft, ohne die Umwelt durch die Öl- und Gasförderung zu schädigen.
Das Team von Prof. Erwin Reisner am Yusuf Hamied Institut für Chemie wurde Herstellung erneuerbarer, kohlenstoffneutraler Brennstoffe seit Jahren unter Verwendung künstlicher Blätter Die Inspiration stammt von der Photosynthese, dem Prozess, mit dem Pflanzen Sonnenlicht in Energie umwandeln. Diese synthetischen Blätter nutzen ausschließlich Sonnenenergie und können Wasser und CO2 in nützliche Brennstoffe umwandeln.
Ihre Solarexperimente nutzten konzentriertes CO2 aus einer Flasche. Für die praktische Anwendung muss CO2 jedoch aus industriellen Prozessen oder der Luft gewonnen werden. Es ist schwierig, eine Technologie zu entwickeln, die viel verdünntes CO2 umwandeln kann, da die Luft neben CO2 noch viele andere Molekülarten enthält.
Professor Reisner sagte „Uns geht es nicht nur um Dekarbonisierung, sondern um die Defossilisierung – wir müssen fossile Brennstoffe vollständig eliminieren, um eine echte Kreislaufwirtschaft zu schaffen. Mittelfristig könnte diese Technologie dazu beitragen, die Kohlenstoffemissionen zu reduzieren, indem sie die Emissionen der Industrie abscheidet und nutzbar macht. Letztendlich müssen wir fossile Brennstoffe jedoch vollständig aus der Gleichung streichen und CO2 aus der Luft abscheiden.“
Die Forscher ließen sich von den Techniken zur Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (CCS) inspirieren, die die Abscheidung von CO2 und die anschließende unterirdische Lagerung durch Pumpen.
Mit den Worten von Professor Reisner: „CCS ist eine in der fossilen Brennstoffindustrie beliebte Technologie, um die CO2-Emissionen zu reduzieren und gleichzeitig die Öl- und Gasförderung fortzusetzen. Doch statt COXNUMX abzuscheiden und zu speichern, könnten wir COXNUMX nutzen, anstatt es unter der Erde zu vergraben – mit unbekannten langfristigen Folgen – und so die Nutzung fossiler Brennstoffe beenden.“
Forscher haben ihre Solartechnologie zum Laufen gebracht mit Brenngas und Luft, die mithilfe von Sonnenlicht CO2 und Kunststoffe in Kraftstoff und Chemikalien umwandeln. Der Prozess des Durchblasens von Luft durch eine alkalische Lösung ermöglicht selektive Speicherung von CO2 während die anderen Gase sicher entfernt werden. Durch die Anwendung dieser Blasentechnik können Wissenschaftler das in der Atmosphäre vorhandene CO2 effektiv in einer Lösung konzentrieren und so seine Handhabung erleichtern.
Siehe auch: 6 Vorteile und Nachteile der Kohlenstoffabscheidung
Dieses integrierte System enthält eine Anode und eine Photokathode. Eine Kammer fängt CO₂-Lösung auf, die anschließend in Synthesegas, einen Grundbrennstoff, umgewandelt wird. Eine andere Kammer wandelt Kunststoff mithilfe von Sonnenenergie in nützliche Chemikalien um.
Co-Erstautor Dr. Motiar Rahaman sagte „Die Kunststoffkomponente ist ein wichtiger Kniff in diesem System. Die Abscheidung und Nutzung von CO2 aus der Luft erschwert die Chemie. Fügt man dem System jedoch Kunststoffabfälle hinzu, gibt der Kunststoff Elektronen an das CO2 ab. Der Kunststoff zersetzt sich zu Glykolsäure, die in der Kosmetikindustrie weit verbreitet ist, und das CO2 wird in Synthesegas umgewandelt, einen einfachen Brennstoff.“
Dr. Sayan Kar, Co-Erstautor, erklärt: Dieses solarbetriebene System wandelt zwei schädliche Abfallprodukte – Plastik und Kohlenstoffemissionen – in etwas wirklich Nützliches um. Dass wir CO2 effektiv aus der Luft gewinnen und daraus etwas Nützliches herstellen können, ist etwas Besonderes. Es ist erfreulich zu sehen, dass uns das tatsächlich nur mit Sonnenlicht gelingt.
Dr. Rahaman fügte hinzu: „Anstatt CO2 unterirdisch zu speichern, wie bei CCS, können wir es aus der Luft abscheiden und daraus sauberen Kraftstoff herstellen. Auf diese Weise können wir die fossile Brennstoffindustrie aus dem Prozess der Kraftstoffproduktion ausschließen und so hoffentlich dazu beitragen, die Zerstörung des Klimas zu verhindern.“
Wissenschaftler entwickeln ein kleines und effizientes Gerät, um zu zeigen, wie die Nutzung von CO2-reicher Luft eine CO2-freie Zukunft schaffen kann. Reaktoren, in denen Solarenergie COXNUMX und Kunststoff in nachhaltigen Brennstoff umwandelt, könnten hoffentlich auch im Kampf gegen den Klimawandel helfen.
Quelle Forschung – Integrierte Abscheidung und solarbetriebene Nutzung von CO2 aus Rauchgas und Luft
