Forschungsprojekt Nachhaltiger Flugtreibstoff aus Luft und Wasser

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Karlsruher Institut für Technologie KIT

Forschende am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben im Projekt Kerogreen ein neues Herstellungsverfahren für CO₂-neutrale synthetische Treibstoffe entwickelt. Diese sollen mittels erneuerbarer Energien aus Wasser und Umgebungsluft gewonnen werden. Mithilfe der Plasmatechnologie könnte die Produktion in großen Mengen gelingen.

Ein CO₂-neutraler Luftverkehr ist anspruchsvoll: Batterien, Wasserstoff und Hybridlösungen sind aufgrund ihrer geringen Energiedichte ungeeignet und Biokraftstoffe stehen in Konkurrenz mit der Nahrungsmittelproduktion. Am Institut für Mikroverfahrenstechnik des KIT will man daher einen weiteren Weg erforschen: Kerosin aus Luft und Wasser. Dieses synthetische grüne Kerosin würde keinen Schwefel sowie weniger Ruß und Stickstoffoxide emittieren. Um den Treibstoff in ausreichendem Maß herstellen zu können, haben die Partner im EU-Projekt Kerogreen in viereinhalb Jahren ein skalierbares Verfahren entwickelt, das auf einer neuen Plasmatechnologie basiert und in ein Containermodul passt. Wie das KIT mitteilt, ist das neue Herstellungsverfahren besonders ressourcenschonend, weil keine seltenen Rohstoffe verwendet werden. In Karlsruhe wurde eine Forschungsanlage aufgebaut. Die Technologie befinde sich damit in der letzten Phase der Systemintegration, in der die einzelnen Elemente bereits zu einer geschlossenen Einheit verbunden sind, sich aber noch auf einem unterschiedlichen Entwicklungsstand befinden.

Plasmatechnologie zur CO₂-Spaltung

Nach Angaben des KIT basiert der Prozess im Wesentlichen auf drei Schritten: Das CO₂ aus der Umgebungsluft wird zunächst in einen Reaktor geführt, in dem es durch ein mit Mikrowellenstrahlung erzeugtem Plasma in Kohlenmonoxid (CO) und Sauerstoff zerlegt wird. Der Plasmareaktor kann dabei mit Wind- oder Sonnenenergie betrieben werden. Anschließend wird der Sauerstoff entfernt, während das CO in einem zweiten Reaktor zu Teilen mittels Wassergas-Shift-Reaktion in Wasserstoff umgewandelt wird. Dieser Wasserstoff und das verbleibende CO (in der Kombination als Synthesegas bezeichnet) wird in einem dritten Reaktor mittels Fischer-Tropsch-Synthese in Kohlenwasserstoffe umgewandelt. Hochmolekulare Kohlenwasserstoffe, die nicht für die Produktion von Kerosin verwendet werden können, werden in der Anlage prozessintern gespalten. Das finale Produkt ist der Grundbestandteil der im Flugverkehr üblichen Kraftstoffe. Dieses Rohmaterial kann anschließend zum erwünschten Kerosin veredelt oder auch direkt als Energiespeicher gelagert werden.

Für den dezentralen Einsatz mit erneuerbaren Energien geeignet

Mit der Plasmatechnologie wären nach Erkenntnissen der Forschenden Anlagen bis in den Megawattbereich möglich. Sie eigne sich aber auch für den Einsatz in kleinen, dezentralen Produktionsanlagen im Containerformat. So sollen künftig diese Anlagen modular und skalierbar sein und könnten einfach in einen Offshore-Windpark oder in einen Solarpark in der Wüste integriert werden.

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