Neue Methode für günstigere Treibstoffgewinnung aus CO2

Bisher erforderte die effiziente Umwandlung des Treibhausgases Kohlendioxid in Treibstoff den Einsatz edler und seltener Metalle. Eine Forschergruppe hat nun eine Methode vorgestellt, die kostengünstige Materialien einsetzt und dennoch eine ähnliche Effizienz aufweist.

Quelle: Michael Staub

Symbolbild / Die Luftwäsche-Anlage in Hinwil filtert CO2 direkt aus der Umgebungsluft.

Kohlendioxid 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.

Die Natur macht es bereits vor: Pflanzen nehmen Kohlendioxid auf und verwandeln es mithilfe von Sonnenlicht in energiereiche Biomoleküle, die dann wieder als Treibstoff zur Verfügung stehen. Angesichts des grossen weltweiten Ausstosses von Kohlendioxid suchen Forscher seit Jahren mit Hochdruck nach geeigneten Materialien – sogenannten Katalysatoren –, die das Gas effizient mithilfe elektrischer Energie in Treibstoffe wie etwa Kohlenmonoxid umwandeln können. Dabei wurden die bisher besten Ergebnisse mit Edelmetallen erzielt. Für den grossen Einsatz sind diese allerdings zu teuer oder stehen nicht in ausreichender Menge zur Verfügung.

Pigmente für Färbung von Haaren als Vorbild

Das internationale Forscherteam unter Federführung der Universität Linz hat nun eine alternative Methode auf Basis eines synthetischen Polymers als Katalysator entwickelt und stellt diese im Fachjournal «Science Advances» vor. Als natürliche Vorlage dafür dienten Melanine, die etwa als Pigmente für die Färbung von Haaren verantwortlich sind. «Diese Polymere sind nicht leitfähig und daher als Katalysatoren eigentlich ungeeignet», erklärte Philipp Stadler, einer der Autoren der Studie, gegenüber der Nachrichtenagentur APA. «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 mit Hilfe 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. (sda/apa/pb)