Vereinfachter Prozess: Künstliche Photosynthese erzeugt Treibstoff
Ein Forschungsteam der Osaka Metropolitan University(öffnet im neuen Fenster), Japan, hat einen optimierten Prozess für eine künstliche Photosynthese vorgestellt. Dabei wird ein Elektrolyseur mit Strom aus einer Solarzelle versorgt, um unmittelbar Ameisensäure(öffnet im neuen Fenster), auch als Methansäure bekannt, herzustellen.
Mit dieser einfachsten und kürzesten Säure auf Kohlenstoffbasis als Grundsubstanz lassen sich eine Vielzahl chemischer Produkte, auch synthetische Treibstoffe, herstellen. Weil CO2 bei der Herstellung aufgenommen wird, wäre die Verwendung solcher Treibstoffe und Chemikalien größtenteils klimaneutral.
Grundlegend ist die technische Umsetzung bekannt und wird im Labormaßstab genutzt. Allerdings war der Aufbau bisher vergleichsweise komplex und erfordert unter anderem Batterien zur Zwischenspeicherung des Stroms aus den Solarzellen, weil dieser nicht konstant ist.
Schwankend wie die Intensität des Sonnenlichts
Eine Batterie und eine aufwendige elektronische Schaltung waren bisher nötig, um die schwankende Spannung sowie Leistung der Solarzelle im Tagesverlauf auszugleichen und den Elektrolyseur möglichst stabil zu versorgen.
Mit einem neuen Aufbau des Elektrolyseurs mit einem festen Elektrolyt konnten diese Aufgaben in den Prozess der chemischen Umwandlung integriert werden. Die Anpassung an die Spannung der Solarzelle erfolgt innerhalb der Elektrolyse.
Dank dieser Selbstregulierung kann auf Batterien und einen Großteil der Elektronik verzichtet werden. Der Prozess wird dadurch einfacher, robuster und bezahlbarer. In ersten Versuchen unter Realbedingungen konnte bereits genügend Ameisensäure hergestellt werden, um daraus Energie für ein Diorama zu gewinnen.
Die zugehörige Studie wurde in EES Solar(öffnet im neuen Fenster) veröffentlicht und ist frei zugänglich.
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