{"id":19924,"date":"2014-04-09T03:09:12","date_gmt":"2014-04-09T01:09:12","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=19924"},"modified":"2021-09-09T21:50:12","modified_gmt":"2021-09-09T19:50:12","slug":"klimakiller-als-klimaretter","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/klimakiller-als-klimaretter\/","title":{"rendered":"Klimakiller als Klimaretter"},"content":{"rendered":"
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Kobalthaltiger Katalysator zur Umwandlung von Kohlendioxid in Methan \u2013 Bild: Andreas Battenberg \/ TUM<\/figcaption><\/figure>\n

Schieben sich Wolken vor die Sonne, geht die Solarstromproduktion schlagartig zur\u00fcck, weht der Wind nicht, liefern die Windparks keine Energie. Umgekehrt gibt es bereits jetzt Tage, an denen Windkraftwerke abgeschaltet werden m\u00fcssen, weil es zu viel Strom gibt. Das vom Bundesministerium f\u00fcr Bildung und Forschung (BMBF) gef\u00f6rderte Projekt \u201eiC4\u201c hat sich zur Aufgabe gemacht, die schon seit 100 Jahren bekannte Umwandlung von Kohlendioxid in k\u00fcnstliches Erdgas so zu optimieren, dass sie als Speichertechnologie konkurrenzf\u00e4hig wird. Nun gibt es erste Erfolge.<\/strong><\/p>\n

Das vielgescholtene \u201eTreibhausgas\u201c Kohlendioxid k\u00f6nnte zu einem wichtigen Baustein der Energiewende werden: Wissenschaftler der Technischen Universit\u00e4t M\u00fcnchen (TUM) entwickeln zusammen mit Forschern der Wacker Chemie AG und der Clariant AG effiziente Katalysatoren f\u00fcr die Umwandlung von Kohlendioxid in Methan. Der dazu ben\u00f6tigte Wasserstoff wird durch Elektrolyse von Wasser mit \u00dcberschussstrom gewonnen.<\/p>\n

Im Rahmen des vom BMBF gef\u00f6rderten Projekts iC4 (integrated Carbon Capture, Conversion and Cycling) testeten die Wissenschaftler mehr als 250 verschiedene Katalysatorsysteme, darunter sowohl bereits verf\u00fcgbare als auch im Rahmen des Projekts neu entwickelte. Die erfolgversprechendsten Kandidaten optimieren sie weiter.<\/p>\n

In der Pilotanlage der MAN Diesel & Turbo SE am Standort Deggendorf erreichen die ersten Katalysatoren inzwischen Ausbeuten im Bereich zwischen 92 und mehr als 95 Prozent, genug Methan, um das Gas ins Erdgasnetz einzuspeisen. Doch den Forschern des Projekts geht es vor allem darum, den genauen Ablauf der Umsetzung und die Reaktionen an den Oberfl\u00e4chen der Katalysatoren zu erforschen. \u201eDieses Wissen ist der Schl\u00fcssel zu einer wirtschaftlichen Methanherstellung in gro\u00dftechnischen Ma\u00dfstab\u201c, sagt Prof. Bernhard Rieger, Inhaber des Wacker-Lehrstuhls f\u00fcr Makromolekulare Chemie der TU M\u00fcnchen und Sprecher des iC4-Konsortiums.<\/p>\n

Synthetisches Erdgas als Energiespeicher<\/h3>\n

\u201eWir k\u00f6nnen weder so viele Batterien herstellen noch so viele Pumpspeicherkraftwerke bauen, um die zuk\u00fcnftig zu erwartenden Differenzen zwischen Stromproduktion und Stromverbrauch auszugleichen\u201c, sagt Professor Rieger \u201eDer einzige Weg so gro\u00dfe Energiemengen zu speichern, f\u00fchrt \u00fcber die chemische Speicherung.\u201c<\/p>\n

Methan erscheint den Forschern als Speicherform besonders wertvoll, da es bereits ein Deutschland weites Verteilnetz f\u00fcr Erdgas gibt und Speicherkapazit\u00e4ten, die selbst eine Flaute von mehreren Wochen \u00fcberbr\u00fccken k\u00f6nnten. Dar\u00fcber hinaus gibt es bereits Jahrzehnte lange Erfahrung mit der Verwendung von Erdgas als Treibstoff f\u00fcr Autos.<\/p>\n

Auch der Rohstoff der Reaktion, das Kohlendioxid, ist in gro\u00dfen Mengen verf\u00fcgbar: Nat\u00fcrliches Erdgas enth\u00e4lt neben seinem Energietr\u00e4ger Methan auch bis zu zehn Prozent Kohlendioxid. Biogasanlagen produzieren neben Methan bis zu 50 Prozent Kohlendioxid. Die gr\u00f6\u00dften Kohlendioxidquellen sind jedoch Kraftwerke, die Kohle, \u00d6l oder Gas verbrennen und energieintensive Prozesse wie die Zementherstellung oder die Metallgewinnung.<\/p>\n

Gro\u00dftechnische Umsetzung<\/h3>\n

Eine Herausforderung bei der Nutzung dieser Kohlendioxidquellen ist die Reinheit des Kohlendioxids. Rauchgase enthalten aggressives Schwefeldioxid, Biogas enth\u00e4lt ebenfalls Schwefelverbindungen. Der optimale Katalysator sollte gegen\u00fcber solchen St\u00f6rsubstanzen m\u00f6glichst unempfindlich sein, um die Kosten f\u00fcr die Reinigung des Kohlendioxids gering zu halten. Auf der Suche nach robusten und noch aktiveren Katalysatorsystemen untersuchen die Wissenschaftler an der TU M\u00fcnchen nun die Wechselwirkungen verschiedener katalytisch aktiver Metalle und Tr\u00e4germaterialien sowie die Einfl\u00fcsse unterschiedlicher Pr\u00e4parationsmethoden auf Stabilit\u00e4t und Aktivit\u00e4t.<\/p>\n

Eine weitere Herausforderung stellt die mehrstufige, viel Energie frei setzende Reaktion an sich dar: \u201eZwar gibt es schon erste Demonstrationslagen zur Methanherstellung, doch noch ist die Reaktionskinetik der verschiedenen Teilreaktionen nicht vollst\u00e4ndig verstanden\u201c, sagt Professor Rieger. Ein wichtiges Ziel der Forschungsarbeit ist daher die theoretische Modellierung der Reaktionen am Computer. F\u00fcr die Entwicklung effizienter Gro\u00dfanlagen sind solche Modellrechnungen eine wichtige Grundlage.<\/p>\n

Das Verbundprojekt zur Nutzung von Kohlendioxid als Energiespeicher gliedert sich in vier S\u00e4ulen: Abtrennung von Kohlendioxid aus Erdgas und Biogas, Abtrennung von Kohlendioxid aus Abgasen (Kraftwerke, Zementindustrie, \u2026), katalytische Umwandlung von Kohlendioxid zu Methan, und direkte stoffliche Nutzung von Kohlendioxid durch Photokatalyse. Mit Unternehmen wie Clariant AG, e.on AG, Linde AG, MAN Diesel & Turbo SE, Siemens AG, Wacker Chemie AG sowie dem Fraunhofer Institut f\u00fcr Grenzfl\u00e4chen- und Bioverfahrenstechnik und der TU M\u00fcnchen vereint das iC4-Konsortium Kompetenzen in allen notwendigen Wertsch\u00f6pfungsschritten. Gef\u00f6rdert wird das Projekt vom Bundesministerium f\u00fcr Bildung und Forschung.<\/p>\n

Kontakt und weitere Informationen<\/strong>
\nProf. Dr. Bernhard Rieger
\nTechnische Universit\u00e4t M\u00fcnchen
\nWACKER-Lehrstuhl f\u00fcr Makromolekulare Chemie
\nLichtenbergstr. 4
\n85748 Garching, Germany
\nTel.: +49 89 289 13571
\nE-Mail: rieger@tum.de<\/a>
\nInternet: http:\/\/www.ic4.tum.de\/<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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