{"id":73343,"date":"2020-03-30T06:41:33","date_gmt":"2020-03-30T04:41:33","guid":{"rendered":"https:\/\/rss.nova-institut.net\/public.php?url=http%3A%2F%2Fwww.innovations-report.de%2Fhtml%2Fberichte%2Fbiowissenschaften-chemie%2Fvom-treibhausgas-zum-hightech-rohstoff.html"},"modified":"2021-09-09T21:20:33","modified_gmt":"2021-09-09T19:20:33","slug":"vom-treibhausgas-zum-hightech-rohstoff","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/vom-treibhausgas-zum-hightech-rohstoff\/","title":{"rendered":"Vom Treibhausgas zum Hightech-Rohstoff"},"content":{"rendered":"

Technologien f\u00fcr negative Treibhausgasemissionen: Im Forschungsprojekt NECOC entsteht am KIT eine Versuchsanlage zur Umwandlung von CO2<\/sub> aus der Umgebungsluft in festen Kohlenstoff<\/strong><\/p>\n

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In der integrierten Versuchsanlage soll ein neuer Prozess zur Reduktion von CO2 in der Atmosph\u00e4re erprobt werden. (Foto: Moritz Leg)<\/figcaption><\/figure>\n

Am Karlsruher Institut f\u00fcr Technologie (KIT) entsteht im Forschungsprojekt NECOC eine weltweit einzigartige Versuchsanlage zur aktiven Reduktion des atmosph\u00e4rischen Kohlendioxids (CO2<\/sub>). Die Anlage im Containerma\u00dfstab produziert aus dem in der Umgebungsluft enthaltenen CO2<\/sub> das hochreine Kohlenstoff-pulver \u201eCarbon Black\u201c, welches industriell als Rohstoff genutzt werden soll. Forschungspartner sind die Ineratec GmbH, eine Ausgr\u00fcndung aus dem KIT, sowie Climeworks, eine Ausgr\u00fcndung der ETH Z\u00fcrich. Das Bundesministerium f\u00fcr Wirtschaft und Energie (BMWi) f\u00f6rdert das Forschungsprojekt \u00fcber drei Jahre mit insgesamt 1,5 Millionen Euro.<\/p>\n

Mit dem Pariser Klimaabkommen von 2015 hat sich die Weltgemeinschaft verpflichtet, die globale Erderw\u00e4rmung bis zum Ende des Jahrhunderts auf unter zwei Grad Celsius zu begrenzen. Um dieses Ziel noch zu erreichen, sind neben den globalen Anstrengungen zur Reduktion der Treibhausgasemissionen auch L\u00f6sungen erforderlich, um bereits emittiertes CO2<\/sub> wieder aus der Atmosph\u00e4re zu entfernen. \u201eDer in unserem Projekt verfolgte Ansatz ist es, CO2<\/sub> aus der Atmosph\u00e4re abzutrennen und in Carbon Black umzuwandeln, einen pulverf\u00f6rmigen, hochreinen Kohlenstoff\u201c, sagt Professor Thomas Wetzel vom Institut f\u00fcr Thermische Verfahrenstechnik (TVT) und Leiter des Karlsruher Fl\u00fcssigmetalllabors KALLA am Institut f\u00fcr Thermische Energietechnik und Sicherheit (ITES) des KIT. \u201eAus einem sch\u00e4dlichen Treibhausgas wird so ein Rohstoff f\u00fcr Hightech-Anwendungen. Carbon Black kann etwa in der Elektronik-, Druck-, oder Bauindustrie eingesetzt werden.\u201c<\/p>\n

Versuchsanlage kombiniert mehrere Prozessschritte<\/h3>\n

Im Forschungsprojekt NECOC soll nun eine entsprechende Versuchsanlage entstehen, in der die folgenden Prozessschritte miteinander kombiniert werden: mithilfe eines Adsorbers wird CO2<\/sub> dabei zun\u00e4chst aus der Umgebungsluft gefiltert (Direct-Air-Capture-Verfahren, DAC). Anschlie\u00dfend wird es zusammen mit erneuerbarem Wasserstoff in einem mikrostrukturierten Reaktor in Methan und Wasser umgewandelt. Das erzeugte Methan dient als Kohlenstofftr\u00e4ger f\u00fcr den weiteren Prozess und wird in einen mit fl\u00fcssigem Zinn bef\u00fcllten Blasenreaktor geleitet. In den aufsteigenden Methanblasen kommt es zur Pyrolysereaktion, bei der Methan in seine Bestandteile zerf\u00e4llt. Dies sind zum einen Wasserstoff, der direkt in die Methanisierung zur\u00fcckgef\u00fchrt wird, sowie fester Kohlenstoff in Form von mikrogranularem Pulver, dem Carbon Black.<\/p>\n

Alle Prozessschritte wurden von den beteiligten Forscherinnen und Forschern bereits bis zum Laborma\u00dfstab entwickelt und untersucht. \u201eWir kennen die einzelnen Bausteine gut\u201c, sagt NECOC-Projektkoordinator Dr. Benjamin Dietrich (TVT). \u201eAllerdings wurden sie noch nie im Verbund in einer integrierten Anlage realisiert, das ist eine Weltpremiere. Die geschickte Integration der Prozessbausteine und die richtige Prozessf\u00fchrung werden entscheidend f\u00fcr die Energieeffizienz des Verfahrens und die Qualit\u00e4t des Produkts Carbon Black sein.\u201c Der entscheidende Vorteil gegen\u00fcber den bisher vorgeschlagenen Konzepten zur Reduzierung von atmosph\u00e4rischem CO2<\/sub> \u2013 etwa Carbon-Capture-and-Storage-Methoden (CCS), bei denen die Speicherung von CO2<\/sub> in tiefen Gesteinsschichten vorgesehen ist \u2013 liege dabei vor allem in diesem Endprodukt: \u201eFester Kohlenstoff ist viel weniger komplex in der Handhabung als CO2<\/sub> und sogar als Rohstoff n\u00fctzlich. Bislang wurde Carbon Black im \u00dcbrigen haupts\u00e4chlich aus fossilem Erd\u00f6l hergestellt. Insofern ist das Verfahren in mehrfacher Hinsicht ein technologischer Ansatz f\u00fcr eine nachhaltige Zukunft: Es kombiniert den direkten Beitrag zur L\u00f6sung des Klimaproblems mit einem Baustein einer postfossilen Rohstoffversorgung\u201c, so Dietrich.<\/p>\n

Die Versuchsanlage wird auf dem Gel\u00e4nde des KIT errichtet. Ziel ist es, den Betrieb \u00fcber einen l\u00e4ngeren Zeitraum zu demonstrieren. In zuk\u00fcnftigen Ausbaustufen wird dann sowohl die Leistungsf\u00e4higkeit pro Container gesteigert als auch der parallele Betrieb vieler Anlagen m\u00f6glich. An dem Forschungsprojekt NECOC (steht f\u00fcr: NEgative CarbOn dioxide to Carbon) beteiligen sich am KIT das Karlsruher Fl\u00fcssigmetalllabor (KALLA) als Einrichtung des Instituts f\u00fcr Thermische Energietechnik und Sicherheit (ITES) sowie das Institut f\u00fcr Thermische Verfahrenstechnik (TVT). Neben der Projektkoordination und dem Betrieb der Anlage tr\u00e4gt das KIT mit der Pyrolysetechnologie zum Projekt bei. Das Bundesministerium f\u00fcr Wirtschaft und Energie (BMWi) f\u00f6rdert NECOC \u00fcber drei Jahre mit insgesamt 1,5 Millionen Euro.<\/p>\n

Weitere Informationen zur Methanpyrolyse:<\/h3>\n

https:\/\/www.kit.edu\/kit\/pi_2018_151_innovationspreis-fur-klimafreundliche-methanspaltung.php <\/a><\/p>\n

Industriepartner bringen innovative Technologien ein<\/h3>\n

M\u00f6glich wird der Aufbau der neuartigen Versuchsanlage durch die enge Kooperation mit zwei Industriepartnern, die jeweils f\u00fcr spezifische Module innerhalb der Containeranlage verantwortlich sind. Die Firma Climeworks Deutschland GmbH konzentriert sich dabei auf das DAC-Verfahren: \u201eUnser Know-how betrifft die CO2<\/sub>-Filterung aus der Umgebungsluft. Aber damit ist nat\u00fcrlich immer auch die Frage verkn\u00fcpft, was nach der Filterung mit dem CO2<\/sub> geschieht\u201c, sagt Dr. Dirk Nuber, Leiter von Climeworks Deutschland GmbH. \u201eDie Umwandlung von CO2<\/sub> in einen lagerbaren Wertstoff kommt einer idealen L\u00f6sung dabei sehr nahe.\u201c Die Firma INERATEC GmbH wiederum hat sich auf innovative, mikrostrukturierte Reaktoren spezialisiert, in denen sonst regenerativ erzeugte Synthesegase in klimaneutrale Fl\u00fcssigtreibstoffe oder chemische Produkte gewandelt werden. \u201eZiel von NECOC ist es, CO2<\/sub> dauerhaft aus der Atmosph\u00e4re zu entfernen\u201c, sagt Dr. Tim B\u00f6ltken, einer der Gr\u00fcnder des Start-ups. \u201eMit unserer Reaktortechnologie tragen wir dazu bei, dass dieser neue Prozessweg f\u00fcr negative Emissionen m\u00f6glich wird\u201c, so B\u00f6ltken.<\/p>\n

Weitere Informationen zu NECOC:<\/h3>\n

http:\/\/www.tvt.kit.edu\/21_3547.php <\/a><\/p>\n

Als \u201eDie Forschungsuniversit\u00e4t in der Helmholtz-Gemeinschaft\u201c schafft und vermittelt das KIT Wissen f\u00fcr Gesellschaft und Umwelt. Ziel ist es, zu den globalen Herausforderungen ma\u00dfgebliche Beitr\u00e4ge in den Feldern Energie, Mobilit\u00e4t und Information zu leisten. Dazu arbeiten rund 9 300 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter auf einer breiten disziplin\u00e4ren Basis in Natur-, Ingenieur-, Wirtschafts- sowie Geistes- und Sozialwissenschaften zusammen. Seine 24 400 Studierenden bereitet das KIT durch ein forschungsorientiertes universit\u00e4res Studium auf verantwortungsvolle Aufgaben in Gesellschaft, Wirtschaft und Wissenschaft vor. Die Innovationst\u00e4tigkeit am KIT schl\u00e4gt die Br\u00fccke zwischen Erkenntnis und Anwendung zum gesellschaftlichen Nutzen, wirtschaftlichen Wohlstand und Erhalt unserer nat\u00fcrlichen Lebensgrundlagen. Das KIT ist eine der deutschen Exzellenzuniversit\u00e4ten.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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