Synthetisches Methanol aus Wasser und Kohlenstoffdioxid mithilfe der Sonne herstellen
Laufzeit: 1.2.2024 - 31.1.2026
Als Gesellschaft stehen wir derzeit vor zwei großen Herausforderungen: die Sicherung unserer zukünftigen Energieversorgung durch den Umstieg von fossilen Brennstoffen auf nachhaltige Energiequellen und die Reduzierung der Emissionen des Treibhausgases CO2. Nur so können wir die Ziele des Pariser Klimaabkommens erreichen und die globale Erwärmung auf maximal 1,5 Grad Celsius im 21. Jahrhundert begrenzen. Das Projekt FOTON adressiert beide Herausforderungen.
Direkte Nutzung von Sonnenlicht, um die Effizienz zu steigern
Im Rahmen des INTERREG-Projekts FOTON setzen sich neun Projektpartner das Ziel, Hightech-Systeme und Materialien für sonnenlichtgetriebene nachhaltige Prozesse zu entwickeln, die zu einer klimaneutralen Industrie beitragen. Im Zentrum der Arbeit: die solare Herstellung von grünem Methanol aus Wasser und CO2.
Generell kann dies auf zwei Wegen erfolgen: zum einen über einen zentralen Ansatz. Hierbei wird Photovoltaik zur Stromerzeugung genutzt. Der Strom dient wiederum einer Elektrolyse zur Wasserstoffherstellung und der Wasserstoff wird anschließend mit CO2 in einer zentralen verfahrenstechnischen Anlage zu Methanol umgesetzt. Der zweite Ansatz ist dezentral: Hier wird das Sonnenlicht direkt genutzt, um in einem Reaktor Wasserstoff und dann mithilfe von CO2 Methanol herzustellen.
Die direkte, lokale Nutzung von Sonnenlicht als Energiequelle für chemische Prozesse hat Vorteile gegenüber der Nutzung von Strom, der über Photovoltaik in zentralen Anlagen gewonnen wird. Zum einen entstehen keine Energieverluste durch die Umwandlung des Sonnenlichts, zum anderen können Katalysatoren genutzt werden, die das gesamte Spektrum des Sonnenlichts nutzen. Deshalb ist die direkte Nutzung des Sonnenlichts potentiell effizienter. Bei der dezentralen Produktion entfällt darüber hinaus der Stromtransport, sodass auch hohe Infrastrukturkosten vermieden werden können.
Drei Prototypen demonstrieren die Prozesskette
In dem Projekt soll aus Wasser und CO2 mithilfe von Sonnenlicht Methanol hergestellt werden. Das für die Produktion des grünen Methanols benötigte CO2 kann aus Punktquellen wie etwa Zementwerken stammen oder aus der Luft abgeschieden werden. Um den gesamten Prozess zu demonstrieren, werden drei Prototypen aufgebaut und getestet:
Die ersten beiden Prototypen erzeugen auf verschiedenen Wegen Wasserstoff
Der dritte Prototyp nutzt einen photokatalytischen Prozess, um Methanol aus Wasserstoff, CO2 und Licht herzustellen
Das DLR ist an der Entwicklung und experimentellen Untersuchung des dritten Prototypen beteiligt und führt die Untersuchungen mit seiner eigenen Testinfrastruktur durch.
Die Forschung im Rahmen von FOTON bildet die Grundlage für die künftige Umsetzung in ein industrielles Verfahren und eröffnet kommerzielle Möglichkeiten für Hersteller von Materialien und Anlagen sowie für Chemieunternehmen in der Region.
Weitere Informationen gibt es auf der Projektwebseite:
FOTON wird durch das INTERREG-Programm Flandern-Niederlande, die niederländische Regierung und die Provinzen Nordbrabant (NL), Limburg (NL und VL) und Ostflandern (VL) gefördert.
