CO2 neutrale Treibstoffe sind für eine nachhaltigere Luft- und Schifffahrt von zentraler Bedeutung. ETH Forschende haben eine Solare Anlage gebaut, mit der sich synthetische flüssige Treibstoffe herstellen lassen, die bei der Verbrennung nur so viel CO2 freisetzen, wie zuvor der Luft entnommen wurde. Gefragt ist ein CO2-Kreislauf, bei dem aus Abgas wieder neuer Treibstoff wird, damit sich das CO2 der Atmosphäre nicht weiter vermehrt.
Auf dem Dach des Maschinenlaboratoriums der ETH Zürich steht die solare Mini-Raffinerie Technologie, die direkt an der Solaranlage angeschlossen ist. Ebenfalls angeschlossen ist eine Anlage von Climeworks, bei dem in der Umgebungsluft CO2 und Wasserdampf entzogen wird, welche die chemischen Komponenten für das Synthesegas liefern. Die Entwicklung ist noch in vollem Gange. 2014 wurde das erste Mal Solarkerosin produziert.
Die Produktion der solaren Treibstoffe an der ETH Zürich funktioniert in drei thermochemischen Umwandlungsprozessen. Alle drei sind in der neuen Mini-Raffinerie auf dem Labordach integriert. Durch einen Adsorption-Desorption-Prozess werden CO2 und Wasser direkt aus der Umgebungsluft entnommen. Beide werden dem Solarreaktor im Fokus eines Parabolspiegels zugeführt. Die Solarstrahlung wird durch den Parabolspiegel 3'000-mal konzertiert, im Innern des Reaktors eingefangen und in Prozesswärme mit einer Temperatur von 1'500 Grad Celsius umgewandelt. Im Herzen des Reaktors befindet sich eine spezielle keramische Struktur aus Ceriumoxid. Die Schaumkeramik ist das Herzstück der ETH-Entwicklung. Dort werden in einer zweistufigen Reaktion - dem sogenannten Redox-Zyklus-Wasser und CO2 gespalten und Syngas hergestellt. Syngas kann dann weiter zu Kerosin oder Methanol oder anderen Kohlenwasserstoffen verarbeitet werden – mithin zu Treibstoff für Flugzeuge oder Schiffe.
Notwendig sind grosse freie Flächen und eine starke und konstante Sonneneinstrahlung. Das muss nicht gleich in der Wüste sein, südeuropäische Länder haben gute Voraussetzungen.
Auf grossen Wüstenflächen könnte man Spiegel platzieren, ohne Landwirtschaftsland zu beanspruchen. Luft und Luftfeuchtigkeit wären auf jeden Fall genügend verfügbar, sagt Philipp Furler (technischer Leiter Synhelion).
Mit der Demonstrationsanlage in Zürich können keine grossen Mengen an Treibstoff hergestellt werden. Die Reaktion läuft nicht kontinuierlich. Mit einem besseren Wirkungsgrad und einer Spiegelfläche von einem Quadratkilometer wäre mit einer Tagesproduktion von 20'000 Litern Flugtreibstoff zu rechnen, sagt Philipp Furler. Zurzeit können sie 5-6% der Sonnenenergie in Treibstoffenergie umsetzen, das Ziel sind 25%.
Quelle: www.synhelion.com
