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Herausgeber der Website für technologische Innovation – 03.03.2023

direkte Kohlenstoffabscheidung

Eine Anlage im Pilotmaßstab, die Kohlendioxid (CO_zwei) direkt aus der Luft und erzeugt festes Kohlepulver, das dann gelagert oder als industrielles Ausgangsmaterial verwendet werden kann.

„Wenn dieser Kohlenstoff dauerhaft haften bleibt [sem retornar para a atmosfera]haben wir im Rahmen einer zukünftigen CO2-Management-Strategie erfolgreich negative Emissionen mit einer Komponente der postfossilen Ressourcenversorgung kombiniert. Das ist ein doppelter Beitrag für eine nachhaltige Zukunft“, sagte Professor Benjamin Dietrich vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT).

Der Prozess, genannt Necoc, ein Akronym auf Englisch für Kohlendioxid Negativ für Kohlenstofffunktioniert in drei Schritten.

Die erste besteht aus einem Absorber zur Abtrennung des CO_zwei Umgebungsluft, wobei das Gas direkt aus der Atmosphäre aufgefangen wird. Im zweiten Schritt wird der CO_zwei Es wird in einen mikrostrukturierten Reaktor geleitet, wo es mit nachhaltig erzeugtem Wasserstoff aus einem Elektrolyseur reagiert. Die Bestandteile des Treibhausgases Kohlenstoff und Sauerstoff gehen dann neue Bindungen ein und das CO_zwei verwandelt sich in Methan und Wasser.

Während das Wasser zurück in den Elektrolyseur fließt, landet das Methan (einschließlich Kohlenstoff) in einem Reaktor mit flüssigem Zinn. Hier findet die dritte Stufe des Prozesses statt: In den entstehenden und zum Aufsteigen neigenden Blasen findet eine Pyrolysereaktion statt, bei der die Methanmoleküle gespalten werden, wodurch Wasserstoff entsteht, der zur Abtrennung des CO zurückgeführt werden kann_zweiVerstärkung des Prozesses.

Übrig bleibt nur Kohlenstoff, der als mechanisch entfernbares Mikrogranulat aufschwimmt. Durch die Veränderung von Prozessparametern, wie etwa dem Temperaturniveau, lassen sich unterschiedliche Kohlenstoffvarianten wie Graphit, Ruß oder auch Graphen herstellen.

Schema des Prozesses, der CO umwandelt_zwei in Kohlenstoff.
[Imagem: KIT]

Skalierung und Optimierung

Die containergroße Versuchsanlage entzieht der Umgebungsluft an einem Tag zwei Kilogramm (kg) CO2 und wandelt sie in 0,5 kg festen Kohlenstoff um. Aber das Team hat bereits Pläne für den nächsten Schritt, einschließlich Skalierung und Optimierung des Prozesses.

„Wir planen, das Verfahren energieeffizienter zu gestalten, indem wir die Energierückgewinnung aus Prozesswärme verbessern“, sagt Leonid Stoppel, Mitglied des Teams. Außerdem streben wir eine Integration von Hochtemperatur-Wärmespeichern und direkter Solarheizung an.“

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