{"id":115988,"date":"2022-09-22T07:17:00","date_gmt":"2022-09-22T05:17:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=115988"},"modified":"2022-09-21T10:01:46","modified_gmt":"2022-09-21T08:01:46","slug":"bahnbrechende-entdeckung-bei-der-umwandlung-von-kohlenstoff-fur-die-ethylenproduktion","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/bahnbrechende-entdeckung-bei-der-umwandlung-von-kohlenstoff-fur-die-ethylenproduktion\/","title":{"rendered":"Bahnbrechende Entdeckung bei der Umwandlung von Kohlenstoff f\u00fcr die Ethylenproduktion"},"content":{"rendered":"\n\n\n

Ein Forscherteam unter der Leitung von Meenesh Singh von der University of Illinois Chicago hat einen Weg gefunden, um 100% des aus Industrieabgasen abgeschiedenen Kohlendioxids in Ethylen umzuwandeln, einen wichtigen Baustein f\u00fcr Kunststoffprodukte. Ihre Ergebnisse sind in Cell Reports Physical Science<\/em>ver\u00f6ffentlicht.<\/p>\n\n\n\n

\"\"
Abstrakte Illustration von Atomen, die durch Wasser und eine elektrifizierte Membran unter einer strahlenden Sonne hindurchgehen. \u00a9<\/strong> Meenesh Singh<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

W\u00e4hrend Forscher seit mehr als einem Jahrzehnt die M\u00f6glichkeit erforschen, Kohlendioxid in Ethylen umzuwandeln, ist der Ansatz des UIC-Teams der erste, der eine nahezu 100%ige Nutzung von Kohlendioxid zur Herstellung von Kohlenwasserstoffen erreicht. Ihr System nutzt die Elektrolyse, um abgeschiedenes Kohlendioxidgas in hochreines Ethylen umzuwandeln, wobei andere kohlenstoffbasierte Brennstoffe und Sauerstoff als Nebenprodukte anfallen.<\/p>\n\n\n\n

Das Verfahren kann bis zu 6 Tonnen Kohlendioxid in 1 Tonne Ethylen umwandeln, wobei fast das gesamte abgeschiedene Kohlendioxid recycelt wird. Da das System mit Strom betrieben wird, kann der Prozess durch den Einsatz erneuerbarer Energien kohlenstoffnegativ werden.<\/p>\n\n\n\n

Singh zufolge \u00fcbertrifft der Ansatz seines Teams das Netto-Null-Kohlenstoff-Ziel anderer Technologien zur Kohlendioxidabscheidung und -umwandlung, indem er den gesamten Kohlendioxidaussto\u00df der Industrie tats\u00e4chlich reduziert. “Es ist ein Nettonegativ”, sagte er. “F\u00fcr jede Tonne Ethylen, die produziert wird, werden 6 Tonnen CO2<\/sub> aus Punktquellen entfernt, die sonst in die Atmosph\u00e4re gelangen w\u00fcrden.<\/p>\n\n\n\n

Fr\u00fchere Versuche, Kohlendioxid in Ethylen umzuwandeln, basierten auf Reaktoren, die Ethylen innerhalb des Kohlendioxid-Emissionsstroms der Quelle produzieren. In diesen F\u00e4llen werden in der Regel nur 10% der CO2<\/sub>-Emissionen in Ethylen umgewandelt. Das Ethylen muss sp\u00e4ter in einem energieintensiven Prozess, bei dem h\u00e4ufig fossile Brennstoffe eingesetzt werden, vom Kohlendioxid getrennt werden.<\/p>\n\n\n\n

Bei dem UIC-Konzept wird ein elektrischer Strom durch eine Zelle geleitet, die zur H\u00e4lfte mit abgeschiedenem Kohlendioxid und zur anderen H\u00e4lfte mit einer L\u00f6sung auf Wasserbasis gef\u00fcllt ist. Ein elektrifizierter Katalysator zieht geladene Wasserstoffatome aus den Wassermolek\u00fclen in die andere, durch eine Membran getrennte H\u00e4lfte der Einheit, wo sie sich mit geladenen Kohlenstoffatomen aus den Kohlendioxidmolek\u00fclen verbinden und Ethylen bilden.<\/p>\n\n\n\n

Unter den weltweit hergestellten Chemikalien steht Ethylen bei den Kohlenstoffemissionen an dritter Stelle nach Ammoniak und Zement. Ethylen wird nicht nur zur Herstellung von Kunststoffprodukten f\u00fcr die Verpackungs-, Landwirtschafts- und Automobilindustrie verwendet, sondern auch zur Herstellung von Chemikalien, die in Frostschutzmitteln, medizinischen Sterilisatoren und Vinylverkleidungen f\u00fcr H\u00e4user eingesetzt werden.<\/p>\n\n\n\n

Ethylen wird in der Regel in einem Verfahren hergestellt, das als Dampfkracken bezeichnet wird und enorme W\u00e4rmemengen erfordert. Beim Cracken entstehen etwa 1,5 Tonnen Kohlenstoffemissionen pro Tonne Ethylen. Im Durchschnitt produzieren die Hersteller jedes Jahr etwa 160 Millionen Tonnen Ethylen, was weltweit zu mehr als 260 Millionen Tonnen Kohlendioxidemissionen f\u00fchrt.<\/p>\n\n\n\n

Neben Ethylen konnten die UIC-Wissenschaftler mit ihrem Elektrolyseverfahren auch andere f\u00fcr die Industrie n\u00fctzliche kohlenstoffreiche Produkte herstellen. Sie erreichten auch einen sehr hohen Wirkungsgrad bei der Umwandlung von Solarenergie, indem sie 10% der von den Solarzellen abgegebenen Energie direkt in Kohlenstoffprodukte umwandelten. Dies liegt weit \u00fcber dem Standard von 2%, der heute \u00fcblich ist. F\u00fcr das gesamte von ihnen produzierte Ethylen lag der Wirkungsgrad der Solarenergieumwandlung bei etwa 4%, was in etwa dem Wert der Photosynthese entspricht.<\/p>\n\n\n\n

Originalver\u00f6ffentlichung<\/p>\n\n\n\n