{"id":166174,"date":"2025-08-05T07:20:00","date_gmt":"2025-08-05T05:20:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=166174"},"modified":"2025-07-29T15:09:45","modified_gmt":"2025-07-29T13:09:45","slug":"kraftstoffe-aus-sonnenlicht","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/kraftstoffe-aus-sonnenlicht\/","title":{"rendered":"Kraftstoffe aus Sonnenlicht?"},"content":{"rendered":"\n\n\n

Der Ozean ist die gr\u00f6\u00dfte dynamische Kohlenstoffsenke der Erde und absorbiert j\u00e4hrlich 400 Millionen Tonnen Kohlendioxid<\/a> (CO\u2082) durch den kontinuierlichen Austausch mit der Atmosph\u00e4re. Forscher in Yale haben nun ein effizientes System zur Gewinnung und Umwandlung von gel\u00f6stem CO\u2082 in saubere Kraftstoffe<\/a> und n\u00fctzliche industrielle Rohstoffe entwickelt.Dieser<\/em> in Nature Communications<\/em> ver\u00f6ffentlichte Durchbruch k\u00f6nnte das Meerwasser in eine nachhaltige Quelle f\u00fcr kohlenstoffbasierte Produkte verwandeln und gleichzeitig dazu beitragen, den CO\u2082-Gehalt im Meer auszugleichen.<\/strong><\/p>\n\n\n

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\u00a9 Yale University<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Professor Shu Hu von der Abteilung f\u00fcr Chemie- und Umwelttechnik und Mitglied des Yale Energy Sciences Institute leitete das Projekt und beschreibt das System als “solarbetriebene, ozeanbasierte Kohlenstoffabscheidung und -umwandlung”. Oder, einfacher ausgedr\u00fcckt, es stellt “Kraftstoffe aus Sonnenlicht” her. Das Team nutzt Sonnenlicht, um den im Meerwasser gel\u00f6sten Kohlenstoff in Synthesegas umzuwandeln – ein Synthesegas, das aus Kohlenmonoxid (CO) und Wasserstoff besteht. Diese vielseitige Verbindung dient als wichtiger Baustein f\u00fcr die Herstellung wertvoller industrieller Chemikalien und Kraftstoffe.<\/p>\n\n\n\n

Bisherige Versuche, die Sonnenenergie f\u00fcr die Umwandlung des im Meerwasser gel\u00f6sten Kohlenstoffs in n\u00fctzliche Produkte zu nutzen, standen vor gro\u00dfen Herausforderungen. Die extrem niedrige Konzentration von Karbonat-Ionen im Meerwasser macht es schwierig, sowohl eine hohe Energieeffizienz als auch eine selektive Produktbildung zu erreichen. Au\u00dferdem sind die vorhandenen Reaktoren auf Experimente im Laborma\u00dfstab beschr\u00e4nkt. Neben Katalysatoren wird ein Reaktordesign ben\u00f6tigt, das einen kontinuierlichen, gro\u00dftechnischen Betrieb erm\u00f6glicht, um Kohlendioxid aus Meerwasser wirklich nutzen zu k\u00f6nnen.<\/a><\/p>\n\n\n\n

Auf der Grundlage des Fachwissens der Hu-Gruppe bei der Entwicklung der Photokatalyse und des Reaktors, die die Nutzung von Licht f\u00fcr die chemische Umwandlung maximieren, entwickelten sie ein neues photoelektrochemisches Ger\u00e4t. Sie nutzt ausschlie\u00dflich Sonnenlicht, um im Meerwasser gel\u00f6sten Kohlenstoff – haupts\u00e4chlich Bikarbonat – in Synthesegas zu verwandeln. Der Prozess ahmt nach, wie die Photosynthese in Meeres\u00f6kosystemen funktioniert, und erreicht einen Wirkungsgrad von 0,71 % bei der Umwandlung von Sonnenlicht in Treibstoff, was in etwa dem Wirkungsgrad von Algen bei der Umwandlung von Kohlenstoff entspricht. Noch bemerkenswerter ist die Entdeckung des Teams, dass die Selektivit\u00e4t der Reaktion trotz der nahezu Null-Konzentration von Karbonat im Meerwasser durch das Str\u00f6mungsfeld im Reaktor stark beeinflusst werden kann. In statischem Meerwasser betrug der CO-Gehalt im Produkt nur 3 %. Unter den kontrollierten Str\u00f6mungsbedingungen im Reaktor stieg der CO-Anteil jedoch auf 21 % an.<\/p>\n\n\n\n

“Es funktioniert wie ein perfekt synchronisierter Staffellauf”, erkl\u00e4rt Xiang Shi, Mitautor der Studie und Doktorand in Hus Labor. “Die Anode gibt Protonen und CO\u2082 an die Kathode ab, die dann zur Ziellinie sprintet – der Umwandlung. Durch diese Teamarbeit wird die gesamte Reaktion effizient zu Ende gef\u00fchrt. Wir haben dies erreicht, indem wir den Reaktor so konstruiert haben, dass der Strom zun\u00e4chst durch die Anoden str\u00f6mt, wo Wasser oxidiert wird und Protonen freigesetzt werden. Diese Protonen werden von der Str\u00f6mung mitgerissen und l\u00f6sen auf dem Weg eine Kaskade von Reaktionen aus, die Bikarbonat in gel\u00f6stes CO\u2082 umwandeln, das dann zu den nachgeschalteten Kathoden transportiert und reduziert wird.”<\/p>\n\n\n\n

Mit diesem Ansatz haben sie den Massentransferprozess der Reaktion gesteuert und den Fluss, der die Elektrodenoberfl\u00e4che erreicht, reguliert. Auf diese Weise gelang es ihnen nicht nur, Kohlendioxid aus dem Meerwasser zu entfernen, sondern auch Sonnenlicht zu nutzen, um Treibstoff direkt aus dem Meer zu gewinnen.<\/p>\n\n\n\n

Als N\u00e4chstes planen die Forscher, die Technologie des Systems zu verfeinern und es schlie\u00dflich zu einem gro\u00dftechnischen Reaktor auszubauen. Dank des modularen Reaktordesigns k\u00f6nnen diese Durchflusszellen zu schwimmenden Arrays im Quadratmeterma\u00dfstab zusammengesetzt werden. Diese schwimmenden Reaktoren nutzen die nat\u00fcrlichen Gezeiten und Meeresstr\u00f6mungen, um Meerwasser passiv durch das System zirkulieren zu lassen. W\u00e4hrend das Meerwasser durch die Reaktoren flie\u00dft, wandeln sie unter Sonnenlicht kontinuierlich gel\u00f6stes CO\u2082 in Synthesegas um, das aufgefangen und zu Industrieanlagen transportiert werden kann, um es anschlie\u00dfend f\u00fcr die chemische Synthese oder die Kraftstoffherstellung zu nutzen.<\/p>\n\n\n\n

“Wir hoffen, die gro\u00dfen schwimmenden Reaktoren auf dem Meer zu bauen, damit wir das Sonnenlicht und das Meerwasser direkt zur Herstellung von Solartreibstoffen nutzen k\u00f6nnen”, sagte Hu.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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