(querbeet/E+/Getty Images) Synthetisches Gas, kurz Synthesegas, ist ein entscheidender Baustein in der chemischen Industrie. Die meisten Menschen haben vielleicht noch nie davon gehört Synthesegas , aber täglich wird es zur Herstellung von Medikamenten, Düngemitteln, Kunststoffen und Biokraftstoffen verwendet.
Selbst wenn Synthesegas – eine Mischung aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid – zur Erzeugung erneuerbarer Energie fermentiert wird, ist dies leider nicht immer ein CO2-neutraler Prozess. Meistens, Herstellung von Synthesegas bedeutet die Verwendung von Erdgas oder Restprodukten der Kohle.
Aber das muss nicht so sein. Synthesegas kann auch aus Kohlendioxid (CO) hergestellt werden 2 ), und Wissenschaftler in Australien glauben nun, einen einfachen und kostengünstigen Weg gefunden zu haben, diesen Prozess zu nutzen.
Es ist ein äußerst aufregender Schritt, wie es für Ingenieure der Fall war Ich versuche seit Jahren, dies zu erreichen , aber viele Versuche in der Vergangenheit haben sich als zu schwierig oder zu teuer erwiesen, um praktikabel zu sein.
Durch die Herstellung von Zinkoxid bei sehr hohen Temperaturen hat das Team in Australien nun jedoch herausgefunden, dass dieser Prozess Nanopartikel ausspuckt, die als perfekter Katalysator für die Umwandlung von Kohlendioxid in Synthesegas verwendet werden können.
Noch besser ist, dass Zinkoxid im Gegensatz zu anderen Katalysatoren, die Forscher zuvor ausprobiert haben, ein relativ billiges und leicht verfügbares Metall ist.
„Die Idee ist, dass wir eine punktuelle CO-Quelle nutzen können.“ 2 B. ein Kohlekraftwerk, ein Gaskraftwerk oder sogar ein Erdgasbergwerk, in dem große Mengen reines CO freigesetzt werden 2 und wir können diese Technologie im Wesentlichen am hinteren Ende dieser Anlagen nachrüsten“, erklärt Chemieingenieurin Emma Lovell von der University of New South Wales (UNSW Sydney).
„Dann könnte man das erzeugte CO auffangen.“ 2 und es in etwas umwandeln, das für die Industrie von großem Wert ist.“
Dieser Ansatz kann praktisch als „Schließung des Kohlenstoffkreislaufs“ angesehen werden – der von einem Prozess emittierte Kohlenstoff gelangt direkt in einen anderen. Das ist zumindest der Traum. Wir haben noch einen langen Weg vor uns, bis diese Methode skaliert und in die Praxis umgesetzt wird, aber angesichts der weit verbreiteten Verwendung von Synthesegas lohnt es sich, eine nachhaltige Produktion anzustreben.
Synthesegas wird oft als das chemische Äquivalent von Lego bezeichnet, da es aus zwei Bausteinen besteht: Wasserstoff und Kohlenmonoxid, aus denen sich jeweils eine ganze Reihe lebenswichtiger Industriechemikalien herstellen lassen.
Leider wird der überwiegende Teil des Synthesegases weltweit durch die Reformierung von Methan – einem der stärksten Treibhausgase überhaupt – unter Verwendung von Dampf bei hohen Temperaturen hergestellt.
Angesichts der aktuellen Klimakrise ist es ein Muss, eine nachhaltigere Alternative zu finden, und die in Australien entwickelte neue Methode geht zufriedenstellend schnell.
Die Herstellung der Nanopartikel-Katalysatoren erfordert nur 10 Minuten Brennen des Zinkoxids, ohne dass komplizierte Techniken zum Einsatz kommen. Anschließend können die Katalysatoren in einem Elektrolyseur zur Verarbeitung von CO-Abfällen eingesetzt werden 2 Gas.
„Abfall CO 2 B. aus einem Kraftwerk oder einer Zementfabrik, kann durch diesen Elektrolyseur geleitet werden, und im Inneren befindet sich unser flammgespritztes Zinkoxidmaterial in Form einer Elektrode. Wenn wir den Abfall CO weitergeben 2 Dabei wird es mit Strom verarbeitet und aus einer Steckdose als Synthesegas in einer Mischung aus CO und Wasserstoff freigesetzt. erklärt der Chemieingenieur Rahman Daiyan von der UNSW Sydney.
Darüber hinaus könnten die Forscher durch die Kontrolle, wie die Forscher dieses Metall verbrennen, unterschiedliche Verhältnisse von Synthesegas-Bausteinen erzeugen und so den Bedürfnissen verschiedener Branchen Rechnung tragen.
Natürlich liegt es noch in weiter Ferne, einen Weg zu finden, diese Technologie in einem tatsächlichen Kraftwerk einzusetzen. Die Autoren des Papiers sind jedoch zuversichtlich, dass ihre Methode kostengünstiger und skalierbarer ist als andere Optionen.
Das Team bereitet sich nun darauf vor, sein Konzept in einer größeren und komplizierteren Umgebung zu testen, um sicherzustellen, dass es unter den rauen chemischen Bedingungen, die in echten Industrieanlagen herrschen, noch funktioniert.
Die Studie wurde veröffentlicht in Fortschrittliche Energiematerialien .