Ein innovatives Verfahren, das Kerosin mittels eines solarbetriebenen Mechanismus aus der Atmosphäre gewinnt, wird von Wissenschaftlern entwickelt. Dieser Prozess nutzt die Energie der Sonne, um Treibstoff direkt aus der Luft zu synthetisieren.
Die Wirtschaft der Welt ist überwiegend von fossilen Brennstoffen abhängig, deren Ursprünge Milliarden Jahre zurückliegen. In dieser Zeit verwandelten Pflanzen Sonnenlicht, Luft und Wasser in Biomasse, die schließlich zu Erdöl und Kohle wurde, die wir heute nutzen. Diese fossilen Brennstoffe setzen bei der Verbrennung Kohlenstoff in die Atmosphäre frei.
Wissenschaftler sind dabei, einen beschleunigten Zyklus dieser natürlichen Prozesse zu replizieren. Spezielle Solarreaktoren extrahieren Kohlenstoffdioxid und Wasser aus der Atmosphäre, um daraus umweltfreundlichen Treibstoff zu produzieren, wobei lediglich Sonnenlicht und innovative Technik erforderlich sind.
Im Mittelpunkt dieser Technologie steht ein großer parabolischer Spiegel, der das Sonnenlicht auf einen Punkt konzentriert und es bis zum 3000-fachen verstärkt. Diese konzentrierte Energie erhitzt einen Keramikreaktor auf bis zu 1500 Grad Celsius.
Innerhalb dieses Reaktors findet eine chemische Reaktion statt, die Kohlendioxid und Wasser in Synthesegas umwandelt, aus dem dann Treibstoffe wie Kerosin oder Diesel produziert werden können, ganz ohne Rohöl.
Der Clou an diesem Verfahren ist, dass der verbrannte Kohlenstoff zuvor aus der Atmosphäre entnommen wurde, was ihn zu einer nachhaltigen Energiequelle macht.
Die ETH Zürich hat eine innovative Methode zur Herstellung des Reaktorblocks entwickelt, um die Effizienz der chemischen Reaktion zu verbessern. Das Problem bisher war eine ungleichmäßige Erwärmung im Inneren des Keramikreaktors.
Um eine konsistente Erwärmung zu erreichen, haben die Ingenieure eine spezielle Keramiktinte für den 3D-Druck angepasst und den Reaktor in Schichten aufgebaut. Ein ausgeklügeltes System aus Kanälen und Röhren sorgt nun für eine gleichmäßige Wärme im Reaktor.
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| (Symbolbild Keramikstruktur) |
Das Resultat ist eine signifikante Steigerung der Effizienz. Mit dem neuen Reaktordesign kann bei gleicher Sonneneinstrahlung die doppelte Menge an Treibstoff produziert werden.
Aldo Steinfeld, Mitautor der Studie, betont das Potenzial dieser Technologie, die Energieeffizienz des Solarreaktors zu verbessern und die Wirtschaftlichkeit von nachhaltigen Flugtreibstoffen zu steigern.
Das Projekt befindet sich derzeit noch in einer kleinen Versuchsanordnung auf dem Dach der ETH Zürich. Zwei ausgegründete Unternehmen planen jedoch, das Konzept zur Marktreife zu entwickeln. Das Verfahren zum 3D-Druck der Keramikstrukturen ist bereits patentiert.