Chemiker stellen mit neuem Verfahren Synthetik-Benzin aus Wasser und Kohlendioxid her

Mit künstlich erzeugtem Kohlenwasserstoff könnten wir bald Auto fahren und dabei etwas für die Umwelt tun.

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23 Februar 2016, 11:48am

Die am Projekt beteiligten Forscher Mohammad Fakrul Islam, Frederick MacDonnell, Wilaiwan Chanmanee and Brian Dennis | Bild: University of Texas at Arlington

Chemiker der University of Texas haben ein Verfahren entwickelt, das zeitgemäßer nicht sein könnte: Mit Hilfe eines einfachen Katalysators ziehen sie Kohlendioxid aus der Luft und wandeln es in Verbindung mit Wasser in Kohlenwasserstoff-Benzin um. Somit würde zum einen die Kohlendioxidkonzentration in der Atmosphäre reduziert und gleichzeitig Sauerstoff als Abfallprodukt der Reaktion wieder abgegeben. Auto fahren und dabei die Luft reinigen—zu schön, um wahr zu sein.

Die lediglich aus einem Schritt bestehende Methode basiert darauf, dass die beiden Ausgangsstoffe in einem photothermochemischen Reaktor bei Temperaturen zwischen 180 und 200 Grad Celsius sowie einem Druck von bis zu sechs Bar in flüssigen Kohlenwasserstoff und Sauerstoff umgewandelt werden.

„Die photochemische Reaktion wird von konzentriertem Licht angetrieben, welche hochenergetische Zwischenprodukte und Hitze erzeugt. Diese treiben die thermochemische Bildung von Kohlenstoffketten voran. In einem einzigen Schritt entsteht dabei nun Kohlenwasserstoff", so Brian Dennis, Raumfahrtingenieur und einer der Leiter des Projekts in einer Presseerklärung.

Als Katalysator in dem hybriden Verfahren aus photochemischen und thermochemischen Reaktionen wurde Titandioxid benutzt, ein weißer nicht löslicher Farbstoff, der gegen Hitze und Säuren besteht und im sichtbaren Wellenbereich kein Licht absorbiert. Allerdings soll das Titandioxid bald durch einen noch besseren Photo-Katalysator ausgetauscht werden, der auch das nicht sichtbare Licht abweist. „Dann können wir noch effektiver das gesamte Spektrum unsichtbaren Lichts nutzen und unserem generellen Ziel näher kommen, erneuerbaren, solaren, flüssigen Kraftstoff herzustellen", so Frederick MacDonnell, beteiligter Forscher und Leiter des Chemie- und Biochemie-Lehrstuhls.

In der weiteren Forschung an der Sprit-Alternative sollen Parabolspiegel zum Einsatz kommen, die das Sonnenlicht auf den Katalysator konzentrieren. Der Plan ist, dass somit die Produktion von Hitze sowie die Photoreaktion gleichzeitig und relativ einfach angeregt werden können. Die überschüssige Hitze, die in dem Prozess entsteht, kann dann auch noch wunderbar weiter verwertet werden, beispielsweise für die Trennung der Produkte oder die Aufbereitung von Wasser. Diese bestechende Effizienz ermöglicht auch, dass die Methode in der Spritherstellung relativ kostengünstig ist.

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Auch die Dresdener Ingenieure der Firma sunfire hatten bereits die Idee, Kohlenwasserstoff künstlich herzustellen und in einem nachhaltigen, umweltfreundlicheren Designer-Kraftstoff auf den Markt zu bringen. Der Prozess der Deutschen ist etwas aufwendiger und besteht aus drei einzelnen Schritten, die auf einem unterschiedlichen Weg zu dem gleichen Endprodukt kommen—doch das generelle Prinzip scheint aufzugehen. Das Argument, dass unsere Automobilität von fossilen Brennstoffen abhängig ist, steht damit zunehmend auf wackligen Beinen.

Und als wären das nicht alles schon genug ermunternde Zukunftsvisionen, kommt es noch besser. Denn, Kohlenwasserstoff ist nichts anderes als die chemische Verbindung, die auch in den fossilen Brennstoffen wie Öl, Erdgas und Kohle vorkommt und als Treibstoff bei den meisten Benzinermodellen funktioniert. Die gängigen Fahrzeugmodelle müssten für den neuen Kraftstoff also nicht einmal umgerüstet werden.