Neue Methode für günstigere Treibstoffgewinnung aus Kohlendioxid


Effizient und gleichzeitig kostengünstig: ForscherInnen der JKU haben eine neue Methode zur Umwandlung von CO2 in Treibstoff entwickelt.

Eine wirksame Umwandlung des Treibhausgases Kohlendioxid (CO2) in Treibstoff könnte dem Klimawandel Einhalt gebieten, erfordert jedoch bisher den Einsatz edler und seltener Metalle. Das Team aus WissenschafterInnen der Johannes Kepler Universität hat im Fachjournal "Science Advances" nun ein Prozedere vorgestellt, das günstigere Materialien einsetzt und dennoch eine ähnliche Effizienz aufweist.
CO2 gilt als Hauptursache für den Klimawandel. Das Gas, das bei jeder Verbrennung - sei es im Motor eines Autos oder daheim im offenen Kamin - freigesetzt wird, trägt entscheidend zum Treibhauseffekt und damit zur rapiden Erwärmung der Erdatmosphäre bei. Neben einer Reduktion des von Menschen verursachten Ausstoßes wird auch die Umwandlung des Gases in Treibstoff als eine Möglichkeit gehandelt, das Problem in den Griff zu bekommen.
Im Grunde macht es die Natur bereits vor: Pflanzen nehmen CO2 auf und verwandeln es mithilfe von Sonnenlicht in energiereiche Biomoleküle, die uns dann, etwa in Form von Holz, wieder als Treibstoff zur Verfügung stehen. Angesichts des enormen weltweiten Ausstoßes von Kohlendioxid suchen Forscher mit Hochdruck nach geeigneten Materialien, sogenannten Katalysatoren, die das Gas effizient mit Hilfe elektrischer Energie in Treibstoffe wie etwa Kohlenmonoxid umwandeln können. Die bisher besten Ergebnisse wurden dabei mit Edelmetallen erzielt. Für einen groß angelegten Einsatz sind diese allerdings zu teuer oder stehen gar nicht erst in ausreichender Menge zur Verfügung.
Leitfähige Polymere
Das internationale Forscherteam unter Federführung der JKU hat nun eine alternative Methode auf Basis eines synthetischen Polymers als Katalysator entwickelt. Als natürliche Vorlage dafür dienten Melanine, die etwa als Pigmente für die Färbung unserer Haare verantwortlich sind. "Diese Polymere sind nicht leitfähig und daher als Katalysatoren eigentlich ungeeignet", erklärt Philipp Stadler vom Institut für Physikalische Chemie der JKU, einer der Autoren der Studie. "Deshalb haben wir sie in einem speziellen Prozess erst einmal leitfähig gemacht."
Um Leistungsfähigkeit und Stabilität des neuen Katalysators zu demonstrieren, haben die Forscher in einem mehrstündigen Testbetrieb Kohlendioxid mithilfe von elektrischem Strom in Ameisensäure und Kohlenmonoxid umgewandelt, die beide wiederum als Treibstoff verwendet werden könnten und so den Kohlenstoffzyklus schließen würden. Die Umwandlung von elektrischer in chemische Energie erfolgte dabei mit einer Effizienz, die sonst nur mit Katalysatoren auf Basis von Metallen erreicht werden kann.

Link: advances.sciencemag.­org/content/3/8/e1700686