Brennstoffe aus Kohlendioxid und Sonnenlicht

Kohlenwasserstoffe sind immer noch unsere bedeutendsten Energieträger. Aber was ist, wenn sie nicht mehr verfügbar oder bezahlbar sind und auf die Nutzung der terrestrischen Kernenergie verzichtet wird?

Die Antwort auf diese Frage wird auf vielfältigen Wegen gesucht: Wasserkraft, Windkraft und Sonnenenergie sind alternative  Energiequellen, die zur Abdeckung des immer noch steigenden Energiehungers der Menschheit herangezogen werden müssen.Sonnenenergie wird bereits in Solarthermie Kraftwerken und Photovoltaik Anlagen in Wärme und elektrische Energie umgewandelt. Eine attraktive Variante wäre es, CO₂ mit Hilfe von Sonnenenergie katalytisch direkt zu reduzieren und in brennbare Gase umzuwandeln. Die Verbrennungsgase würden das CO₂ wieder bilden, das erneut in den Kreislauf zurückgeführt werden kann. Wissenschaftler aus Japan und China sind diesem Verfahren jetzt ein Stück näher gekommen. Sie stellen in der Zeitschrift Angewandte Chemie ein neues, besonders effektives photokatalytisches System vor – vielleicht ein weiterer Schritt auf dem Weg zu CO₂–neutralen Kraft- und Brennstoffen.Verschiedene Katalysatoren für die photokatalytische Reduktion von CO₂ wurden bereits entwickelt, z.B. auf der Basis von Strontiumtitanat oder Titandioxid. Die Wissenschaftler vom National Institute for Materials Science (Japan) und dem U-NIMS Joint Research Center der Tianjin University (China) stellten Anordnungen koaxial ausgerichteter STO/TiO₂-Nanoröhrchen her. Die Röhrchen bestückten sie gleichmäßig mit Nanopartikeln aus einer Gold-Kupfer-Legierung als Co-Katalysator. Hydrazin-Hydrat (N₂H₄·H₂O) dient als Wasserstoffquelle und sorgt für die notwendige reduzierende Atmosphäre. So gelang es den Forschern, CO₂ sehr effizient in CO, Methan (CH₄) und weitere Kohlenwasserstoffe umzusetzen. Das CO₂ wird an den Nanopartikeln zunächst zu CO und dann weiter zu CH₄ und anderen Kohlenwasserstoffen reduziert. Bei einem Verhältnis von Gold zu Kupfer von 3:1 in der Legierung ist der Anteil der entstehenden Kohlenwasserstoffe am höchsten.

Erstellt am 14.12.2014