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Rauchende Industrieschlote im Sonnenuntergang

Was heute noch luftverschmutzendes CO₂ ist, könnte bald ein wertvoller Alkohol sein.

Chemie und Maschinenbau

Neues Projekt will CO₂ als Rohstoff nutzbar machen

Alkohole sind ein häufiger Ausgangsstoff für die chemische Industrie. Forscher wollen sie künftig aus dem Klimagas Kohlendioxid herstellen.

In einem einzigen Prozessschritt soll das Klimagas CO₂ künftig in wertvolle Ausgangsstoffe für die chemische Industrie verwandelt werden. Das ist das Ziel des Projekts „Elkasyn“, welches das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie von 2019 bis 2022 mit 2 Millionen Euro fördert.

Von der RUB ist das Team um Dr. Ulf-Peter Apfel vom Lehrstuhl für Anorganische Chemie I beteiligt sowie Prof. Dr. Eckhard Weidner und Dr. Sabine Kareth vom Lehrstuhl für Verfahrenstechnische Transportprozesse. Das Fraunhofer-Institut Umsicht in Oberhausen koordiniert den Forschungsverbund, zu dem auch die Siemens AG, die Firma Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe und das Institut für Technische Chemie der Universität Stuttgart gehören.

Zwei Schritte, mehrere Nachteile

Herkömmliche Konzepte zur Nutzung von CO₂ als Ausgangsstoff sehen häufig einen zweistufigen Prozess vor. Im ersten Schritt wird Wasserstoff mithilfe von Strom aus erneuerbaren Quellen hergestellt. Im zweiten Schritt werden Wasserstoff und Kohlendioxid zum Endprodukt umgesetzt. Der zweistufige Prozess hat mehrere Nachteile: Zum einen muss das Zwischenprodukt Wasserstoff gespeichert werden, zum anderen treten bei der Wasserstoffproduktion mittels Elektrolyse Energieverluste auf.

Bis zu 20 Prozent Energie sparen

In dem neuen Syntheseverfahren sollen diese Nachteile beseitigt werden. Das Projektteam plant, Alkohole wie Methanol, Ethanol, Propanol und Butanol in nur einem einzigen Prozessschritt aus Kohlendioxid und Wasser herzustellen – die Energie dafür soll aus regenerativen Quellen kommen. Die Wissenschaftler erwarten, dadurch rund 20 Prozent Energie im Vergleich zum zweistufigen Verfahren einsparen zu können.

Im Projekt Elkasyn – kurz für „Steigerung der Energieeffizienz der elektrokatalytischen Alkoholsynthese“ – entwickeln und untersuchen die Forscher Komponenten für zwei alternative Systeme, von denen eins bei Normaldruck und eins bei Hochdruck arbeitet. Die Bochumer Gruppen analysieren, wie sich Kohlendioxid in dem jeweiligen System verhält, und entwickeln neue Elektroden.

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