Klima: Kohlendioxid aus der Luft soll zu Ethanol verarbeitet werden

Der Alkohol kann in verschiedenen industriellen Prozessen verarbeitet werden.

Artikel veröffentlicht am 10. August 2020, 17:51 Uhr, Werner Pluta

Kohlendioxid aus industriellen Prozessen soll zu Ethanol verarbeitet werden. (Bild: Jörg Kutzera/CC-BY 3.0)

Wohin mit dem Kohlendioxid? Das Gas gilt als ein wichtiger Faktor bei der Klimaerwärmung. Gesucht werden deshalb Wege, um die Konzentration in der Luft zu verringern. Ein Team des Argonne National Laboratory hat eine Methode dafür entwickelt: Das Treibhausgas wird in Alkohol umgewandelt.

Die Forschungsgruppe um Argonne-Chemiker Di-Jia Liu hat einen Elektrokatalysator entwickelt, mit dessen Hilfe aus Kohlendioxid und Wasser Ethanol erzeugt werden kann. Er besteht aus Kupfer auf einem Kohlenstoffpulver. Durch eine elektrochemische Reaktion spaltet der Katalysator Kohlendioxid- und Wassermoleküle und erzeugt aus den Spaltprodukten unter einem externen elektrischen Feld Ethanol.

Die Idee ist, Kohlendioxid aus industriellen Prozessen oder aus Kraftwerken zu gewinnen und zu Ethanol zu verarbeiten. Dieses könnte als Zwischenprodukt in der chemischen, pharmazeutischen und kosmetischen Industrie eingesetzt werden. Außerdem ist es möglich, den Alkohol Treibstoffen beizumengen. "Der aus unserem Katalysator resultierende Prozess würde zu einer Kohlenstoffkreislaufwirtschaft beitragen, die die Wiederverwendung von Kohlendioxid mit sich bringt", sagte Liu.

Kohlendioxid sei ein stabiles Molekül, weshalb eine Umwandlung normalerweise energieintensiv sei, sagte Liu. Das ändere sich jedoch mit dem Katalysator. Der Katalysator arbeite stabil bei niedriger Spannung, der Prozess laufe bei niedrigen Temperaturen und geringem Druck ab. Er könne beispielsweise mit Strom aus erneuerbaren Quellen in Zeiten mit wenig Strombedarf betrieben werden. Sollte der Strom ins Netz eingespeist werden, lasse sich die Kohlendioxid-Umwandlung schnell stoppen und später auch schnell wieder anfahren.

Eine andere Möglichkeit, synthetische Treibstoffe mithilfe von Kohlendioxid aus der Luft herzustellen, besteht darin, aus Wasser, Kohlendioxid und Strom ein Synthesegas herzustellen und dieses zu Treibstoff zu verarbeiten. Auch hier ist die Idee, bei der Verbrennung nicht weiteres Kohlendioxid freizusetzen. Den Gehalt an Kohlendioxid in der Luft verringert das jedoch nicht. Dazu muss das Gas nach dem Abscheiden verflüssigt und dann im Untergrund gespeichert werden.

Das Team um Liu vom Argonne Laboratory und der Northern Illinois University hat seine Ergebnisse in einem Aufsatz in der Fachzeitschrift Nature Energy beschrieben.