{"id":135293,"date":"2023-12-04T07:20:00","date_gmt":"2023-12-04T06:20:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=135293"},"modified":"2023-11-27T15:40:03","modified_gmt":"2023-11-27T14:40:03","slug":"formiat-statt-wasserstoff-fester-brennstoff-aus-co%e2%82%82","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/formiat-statt-wasserstoff-fester-brennstoff-aus-co%e2%82%82\/","title":{"rendered":"Formiat statt Wasserstoff: Fester Brennstoff aus CO\u2082"},"content":{"rendered":"\n\n\n

Mit einem neuartigen, besonders schlanken Verfahren verwandeln MIT- und Harvard-Forschende Kohlendioxid in Salze der Ameisens\u00e4ure. Diese “Formiate” sind bisher vor allem als Enteiser f\u00fcr Flugzeuge bekannt, sie taugen aber auch als Energietr\u00e4ger. Die festen, zudem recht umweltfreundlichen Salze k\u00f6nnen einfacher gespeichert und transportiert werden als Wasserstoff und bei Bedarf in einer Brennstoffzelle zur Strom- und W\u00e4rmeproduktion genutzt werden.<\/p>\n\n\n

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Mit ein paar Tricks lie\u00dfen sich die wei\u00dfen Salzkristalle in einem Schritt weniger als bisher und sehr effizient herstellen, berichtete das Team k\u00fcrzlich im Fachblatt\u00a0Cell Reports<\/a>. Der Kohlenstoff aus dem Treibhausgas werde dabei fast ohne Verluste in die Formiate eingebaut.<\/p>\n\n\n\n

Die Grundidee, Kohlendioxid in h\u00f6herwertige Chemikalien und Treibstoffe umzuwandeln<\/a>, ist nicht neu. Doch in der Regel erfolgt dies in drei Schritten, die viel Energie verschlingen<\/a>: Das Gas wird \u00fcblicherweise mithilfe von geeigneten Feststoffen oder Fl\u00fcssigkeiten aus Abgasen oder der Umgebungsluft gezogen, anschlie\u00dfend mit W\u00e4rme aus den jeweiligen Medien wieder herausgetrieben und erst dann chemisch, elektrolytisch oder mithilfe von Bakterien in Rohstoffe f\u00fcr die Chemieindustrie verwandelt.<\/p>\n\n\n\n

Ein Schritt weniger<\/h3>\n\n\n\n

Das US-Team spart nun den energieaufw\u00e4ndigen zweiten Schritt schlicht ein. Die Forschenden fangen das Kohlendioxid in einer Natrium- oder Kalilauge, wo es als Hydrogenkarbonat \u2013 eine Substanz wie in Backpulver \u2013 vorliegt und wandeln dieses direkt in die Zielchemikalie Formiat um.<\/p>\n\n\n\n

Dazu f\u00fchren sie elektrische Energie in einer Elektrolysezelle hinzu, die \u00e4hnlich wie eine Batterie aufgebaut ist. An einem Pol, der Anode, wird Wasser zu Sauerstoffgas und positiv geladenen Wasserstoffionen zersetzt. Die Wasserstoffionen wandern durch eine Membran zum Gegenpol, der Kathode, wo sie sich mit dem Hydrogenkarbonat und Elektronen zu Formiat verbinden. Das Salz muss dann nur noch abgetrennt und getrocknet werden. Die Energie f\u00fcr alle Prozessschritte sollte nat\u00fcrlich aus klimafreundlichen Quellen stammen, betonen die Erfinder der Methode.<\/p>\n\n\n

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Der Aufbau der Elektrolyseur-Konfiguration. (Bild: Shuhan Miao, Harvard Graduate School of Design)<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Wie gut die Formiatproduktion gelingt, pr\u00fcften die Forschenden mit einem Labor-Prototypen vom Format einer Toastbrotscheibe, unter anderem mithilfe von spektroskopischen Methoden. Sie stellten fest, dass mehr als 95 Prozent des eingesetzten Kohlendioxids in die gew\u00fcnschten Salze \u00fcberf\u00fchrt werden k\u00f6nnen. Das sei deutlich mehr als bei anderen Verfahren, betont Ju Li, Professor am MIT und einer der Autoren der Studie. Die sogenannte Kohlenstoffeffizienz liege In der Regel um 10 Prozent, f\u00fcr die Kommerzialisierung sei eine Effizienz \u00fcber 80 Prozent gefragt.<\/p>\n\n\n\n

Pluspunkt stabiler pH-Wert<\/h3>\n\n\n\n

F\u00fcr die hohe Effizienz sorgt offenbar ein recht stabiler pH-Wert im neutralen Bereich. Er verhindere, dass sich aus Kohlenstoff unerw\u00fcnschte Nebenprodukte bildeten, hei\u00dft es in der Publikation. Zur Stabilit\u00e4t des pH-Werts w\u00e4hrend des Prozesses tr\u00e4gt danach unter anderem eine Zwischenlage in der Membran bei, die aus Glaswolle besteht und mit einer Hydrogenkarbonat-L\u00f6sung getr\u00e4nkt ist. Der Labor-Prototyp lief bei Raumtemperatur und moderaten Dr\u00fccken, etwa f\u00fcnfmal so hoch wie der Druck der Atmosph\u00e4re \u2013 und mehr als 200 Stunden ohne Effizienzverluste.<\/p>\n\n\n\n

F\u00fcr die Anwendung des potenten Verfahrens hat das Team schon gro\u00dfe Pl\u00e4ne: Die Salze k\u00f6nnten “in gro\u00dfen Stahltanks gespeichert werden, \u00fcber Jahre oder gar Jahrzehnte”, so Zhen Zhang, der Hauptautor der Studie. Bei Bedarf k\u00f6nnte das Salz dann in Wasser aufgel\u00f6st und in einer Brennstoffzelle zur Strom- und W\u00e4rmeproduktion genutzt werden. Eine entsprechende Brennstoffzelle haben die Forschenden ebenfalls schon entwickelt und im Labor erfolgreich getestet.<\/p>\n\n\n\n

W\u00fcrden Elektrolysezelle, Speicher und Brennstoffzelle miteinander kombiniert, st\u00fcnde ein neuartiges klimafreundliches System zur Stromversorgung zur Verf\u00fcgung, sagt Zang. Die Salztanks k\u00f6nnten zum Beispiel unter der Erde oder auf dem Dach von Wohnh\u00e4usern Platz finden. Sie lie\u00dfen sich in Zukunft aber nicht nur f\u00fcr einzelne Geb\u00e4ude oder Gemeinden nutzen, sondern auch f\u00fcr Fabriken sowie f\u00fcr Strom- und W\u00e4rmenetze, so der Forscher.<\/p>\n\n\n\n

Die Vision des Teams ist eine “Formiat-Wirtschaft”, in der die Ameisens\u00e4ure-Salze quasi als “fester Wasserstoff” fungieren, hei\u00dft es aus dem MIT. Bis dahin ist es allerdings noch ein St\u00fcck Weg. Erst muss sich zeigen, wie gut die Methode im gr\u00f6\u00dferen Ma\u00dfstab funktioniert.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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