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Projekt zu CO2-Recycling gestartet

Kohlendioxid könnte mittels photokatalytischer Prozesse zur Herstellung wichtiger Ausgangsstoffe für die chemische Industrie genutzt werden. Neue Ansätze für die bislang nicht praxistaugliche Technologie untersucht das ITAS im BMBF-Projekt PROPEHCY.
Projekt PROPHECY
Von Menschen freigesetztes CO2 als Ausgangsstoff für die Industrie zu verwerten: Diese Hoffnung verbindet sich mit der Photokatalyse.(Quelle: pixabay / CC0 Public Domain)

Das Treibhausgas Kohlendioxid (CO2) wird durch seine gigantische menschengemachte Freisetzung, vor allem aus der Verbrennung fossiler Energieträger, zusehends zum „Klimakiller“. Wenn CO2 wieder zu nutzbaren Rohstoffen oder Brennstoffen recycelt werden könnte, wären Emissions- und Klimaschutzziele leichter zu erreichen, zudem wäre die Industrie unabhängiger von fossilen Rohstoffquellen. Ein erfolgversprechender Ansatz dafür ist die so genannte photokatalytische CO2-Reduktion. Dabei soll Sonnenlicht genutzt werden, um auf der Oberfläche geeigneter Halbleitermaterialien eine Reaktion zwischen CO2 und Wasser auszulösen und dann Chemikalien wie Methan oder Methanol zu erzeugen. Die bisherigen Ansätze erlauben jedoch keine ökologisch und ökonomisch sinnvolle Ausbeute.

Ob völlig andere Material- und Prozesskonzepte zum Erfolg des CO2-Recyclings führen, soll in den kommenden drei Jahren das BMBF-Projekt PROPHECY (Prozesskonzepte für die Photokatalytische CO2-Reduktion verbunden mit Life-Cycle-Analysis) erforschen. Neben dem Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse (ITAS) des KIT sind Forschende aus dem Leibniz-Institut für Katalyse (LIKAT Rostock, Koordination) und der Universität Oldenburg beteiligt, Industriepartner ist die Siemens AG. Das Konsortium testet in den kommenden drei Jahren neue Material- und Prozesskonzepte, etwa die Zusetzung regenerativ erzeugter Additive mit höherer Reaktivität, wie Bioethanol oder Elektrolyse-Wasserstoff aus Windkraft, um das Spektrum der Endprodukte erweitern zu können. Als Photokatalysatoren wollen die Wissenschaftler zudem völlig neuartige Materialien testen, auch mit dem Ziel, einen größeren Teil des Sonnenlichts zu nutzen.

Ob die getesteten Prozesse ökologisch und ökonomisch sinnvoll sind, überprüft das ITAS von Beginn an mit einer begleitenden Nachhaltigkeitsanalyse. Dabei werden nicht nur die Prozesse selbst mit Methoden der Lebenszyklusanalyse auf ihre Kosten und Umweltwirkungen hin überprüft. Die ITAS-Wissenschaftler berücksichtigen auch alle Teile des Gesamtsystems, wie etwa den Bau der Apparate oder die Produktion der Katalysematerialien und Additive. Damit soll gewährleistet werden, dass keine Schwachstellen in vor- und nachgelagerten Prozessen verborgen bleiben oder durch Optimierungen im Hauptprozess eventuell sogar erst verursacht werden, zum Beispiel durch ein zwar funktionell optimales aber nur umweltschädlich herzustellendes neues Material. (12.11.2016)

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