{"id":18747,"date":"2014-01-08T03:00:48","date_gmt":"2014-01-08T01:00:48","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=18747"},"modified":"2021-09-09T21:50:32","modified_gmt":"2021-09-09T19:50:32","slug":"kunstliches-erdgas-aus-uberschussigem-strom","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/kunstliches-erdgas-aus-uberschussigem-strom\/","title":{"rendered":"K\u00fcnstliches Erdgas aus \u00fcbersch\u00fcssigem Strom"},"content":{"rendered":"

\u00abPower-to-Gas\u00bb ist ein Schl\u00fcsselbegriff, wenn es darum geht, alternative Energien zu speichern. Kurzfristig \u00fcbersch\u00fcssiger Strom aus Photovoltaik- und Windanlagen wird dabei in Wasserstoff umgewandelt. Mit dem Klimagas CO2<\/sub> kombiniert kann man aus dem \u00d6ko-Wasserstoff Methan herstellen, das sich im Erdgasnetz speichern und verteilen l\u00e4sst. Empa-Forschern ist es nun gelungen, diesen Prozess weiter zu optimieren.<\/strong><\/p>\n

Der Prozess der Methanisierung nutzt CO2<\/sub>, etwa aus der Biogasproduktion: Zusammen mit Wasserstoff (H2)aus \u00fcbersch\u00fcssigem \u00d6kostrom entsteht Methan, das im Erdgasnetz einfach und kosteng\u00fcnstig nicht nur verteilt, sondern auch \u00fcber l\u00e4ngere Zeit gespeichert werden kann. Aus erneuerbaren Energien wird so ein \u00ab quasi-fossiler\u00bb Brennstoff erzeugt \u2013 das Grundprinzip von \u00abPower-to-Gas\u00bb.<\/p>\n

Die so genannte Sabatier-Reaktion, die aus Wasserstoff und CO2<\/sub> brennbares Methan erzeugt, ist seit langem bekannt. Nun ist es Forschern der Empa-Abteilung \u00abWasserstoff und Energie\u00bb gelungen, den Prozess deutlich zu optimieren. Um die Reaktion von CO2<\/sub> und Wasserstoff mit m\u00f6glichst wenig Energieaufwand in Gang zu bringen, ist ein Katalysator n\u00f6tig, beispielsweise aus Nickel. Auf einer solchen Katalysatoroberfl\u00e4che reagieren die Gasmolek\u00fcle leichter miteinander \u2013 der Energieaufwand f\u00fcr die Reaktion verringert sich, man spricht von einer so genannten Sorptionskatalyse. Empa-Forscher Andreas Borgschulte und sein Team haben nun einen nanoskaligen Nickel-Katalysator mit einem Zeolith kombiniert. Zeolithe sind kristalline Alumosilikate mit der F\u00e4higkeit, Wassermolek\u00fcle aufnehmen zu k\u00f6nnen und bei Erhitzung wieder abzugeben.<\/p>\n

Das Prinzip ist einfach: Bei der chemischen Reaktion von Wasserstoff und CO2<\/sub> entsteht nicht nur Methan (CH4<\/sub>), sondern auch Wasser (H2<\/sub>O). Die Forscher nutzen die hygroskopische (also Wasser bindende) Eigenschaft des Zeolith, um das entstehende Wasser aus dem Reaktionsgemisch zu entfernen. Das chemische Gleichgewicht verschiebt sich dadurch in Richtung Methan. Ergebnis: Eine h\u00f6here Ausbeute an reinem Methan und somit eine h\u00f6here Effizienz des Katalyseprozesses. Sobald der Zeolith mit Wasser ges\u00e4ttigt ist, kann er durch Erhitzen und Verdunsten des Wassers wieder \u00abentladen\u00bb und erneut verwendet werden.<\/p>\n

Projektpartner gesucht<\/strong>
\nDer Prozess funktioniert \u2013 allerdings erst im Labor. Es sei noch ein weiter Weg bis zur kommerziellen Nutzung in Grossanlagen, so Borgschulte. Zurzeit sind die Empa-Forscher auf der Suche nach Projektpartnern, um eine Methanisierungsanlage in gr\u00f6sserem Massstab zu bauen und als Pilotprojekt zu nutzen. Zugleich m\u00f6chte Borgschultes Team den Prozess noch weiter optimieren. In einem n\u00e4chsten Schritt sollen vier oder mehr Sorptionskatalysatoren gleichzeitig zum Einsatz kommen. Ist einer mit Wasser ges\u00e4ttigt, springt die Anlage automatisch auf den n\u00e4chsten, \u00abtrockenen\u00bb Katalysator um, w\u00e4hrend der vorherige bereits wieder \u00abentladen\u00bb wird.<\/p>\n

Ein Problem f\u00fcr diese zyklische Methode stellt bis jetzt der Schwefel dar, der zusammen mit Methan und CO2<\/sub> in Biogasanlagen anf\u00e4llt. Schwefelverbindungen k\u00f6nnen den Zeolith irreparabel sch\u00e4digen. Die Forscher arbeiten nun daran, den Schwefel aus dem Rohbiogas zu entfernen und so den Zeolith m\u00f6glichst lange funktionst\u00fcchtig zu halten.<\/p>\n

F\u00fcr die Zukunft sind laut Borgschulte aber auch neue, effizientere Katalysatormaterialien als Nickel in Kombination mit Zeolith denkbar. Sie k\u00f6nnten den Sabatier-Prozess noch weiter verbessern. Dann w\u00e4re \u00fcbersch\u00fcssiger \u00d6kostrom keine Wegwerfware mehr, sondern Basis f\u00fcr nachhaltig erzeugtes Erdgas.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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