Kohlendioxid mit Hilfe von Sonnenlicht als Energieträger nutzbar zu machen, dieses Ziel verfolgt ein neues Forschungsprojekt zum Recycling von Treibhausgasen. Dabei wollen Forscher von BASF, EnBW Energie Baden-Württemberg AG, der Universität Heidelberg und des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) CO2 in einen Kraftstoff für Brennstoffzellen oder umgerüstete Verbrennungsmotoren umwandeln – ein Schritt in Richtung umweltfreundliche Verkehrstechnologien und zugleich eine Alternative zu den bestehenden Plänen der CO2-Speicherung.

Das Verbundvorhaben „Solar2fuel“ gehört zum Spitzencluster „Forum Organic Electronics“ und wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) über zwei Jahre mit mehr als einer Million Euro gefördert.

 

Drehte sich die öffentliche Diskussion bisher vor allem um die unterirdische Lagerung von Kohlendioxid, zielt das Projekt „Solar2fuel“ auf die direkte Verwertung von Kohlendioxid. Dabei soll der Kohlenstoff im CO2 mit Hilfe von Sonnenlicht in klimaneutrale Brennstoffe umgewandelt werden. „Ein solches Verfahren der Photokatalyse könnte neue Wege zur Erzeugung leicht handhabbarer Energieträger aufzeigen“, sagt Prof. Dr. Michael Grunze vom Physikalisch - Chemischen Institut der Universität Heidelberg. Dazu sollen Ansätze aus der Nanotechnologie und der Materialforschung mit katalytischen Prozessen kombiniert werden.

 

Die Wissenschaftler der Universität Heidelberg arbeiten gemeinsam mit BASF-Experten um Dr. Jan Schoeneboom an einer luft- und lichtstabilen Kombination von Farbstoffen und funktionalisierten Halbleiterteilchen in Nano-Größe. Diese ist Voraussetzung dafür, dass das Sonnenlicht mit Hilfe von organischen Farbstoffen im optimalen Bereich absorbiert werden kann und damit Energie zur Umwandlung von CO2 liefert. Durch Photokatalyse soll das Kohlendioxid, das zum Beispiel bei Verbrennungsprozessen in einem Kraftwerk entsteht, mit Wasser in den Energieträger Methanol umgewandelt werden. Auf diese Weise kann das Sonnenlicht bei der Verwertung von CO2 direkt als regenerative Energiequelle genutzt werden – ähnlich wie bei der pflanzlichen Photosynthese, nur in einem deutlich effizienteren Prozess, wie die Forscher hoffen.

 

Die Experten von EnBW untersuchen die Energie-, Emissions- und Kostenbilanzen im Gesamtprozess – vom Kraftwerksabgas über die eigentliche Photokatalyse bis hin zur Nutzung der Produkte. Analysiert werden auch die Kosten für die Bereitstellung von Kohlendioxid aus Kraftwerken. "EnBW will damit ermitteln, unter welchen Bedingungen solche Verfahren wirtschaftlich tragfähig sein können", erläutert Prof. Dr. Wolfram Münch, Leiter EnBW Forschung und Innovation.

 

Mit der ingenieurtechnischen Realisierung von „Solar2fuel“ beschäftigen sich Wissenschaftler des KIT unter der Leitung von Prof. Dr. Henning Bockhorn. Sie untersuchen die physikalisch-chemischen und verfahrenstechnischen Aspekte im Gesamtprozess. Auf der Basis der Analyse des Gesamtsystems soll das Design für einen photochemischen Reaktor entwickelt und mit computergestützten Methoden simuliert werden.

 

In dem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Spitzencluster „Forum Organic Electronics“ arbeiten universitäre und außeruniversitäre Forschungseinrichtungen gemeinsam mit Unternehmen an zukunftsweisenden Entwicklungen auf dem Gebiet der Organischen Elektronik. Die Arbeiten für das Verbundprojekt „Solar2fuel“ haben im Oktober vergangenen Jahres begonnen und werden von BASF  als Konsortialführer koordiniert.

BASF 2010