CO2-Produkt macht Brennstoffzellen startklar

Prinzipskizze: Formiat soll für Strom und Wärme sorgen (Illustration: mit.edu)

Cambridge (pte002/02.11.2023/06:05) - Forscher am Massachusetts Institute of Technology ( https://www.mit.edu ) (MIT) und an der Harvard University ( https://www.harvard.edu ) haben einen effizienten Prozess entwickelt, der CO2 und Wasserstoff in Formiat umwandelt, das wie reiner Wasserstoff und Methanol zum Antrieb einer Brennstoffzelle zur Stromerzeugung dient. Kalium- oder Natriumformiat, das bereits industriell hergestellt und als Enteisungsmittel für Straßen und Gehwege verwendet wird, ist ungiftig, nicht brennbar, leicht zu lagern und zu transportieren und bleibt in gewöhnlichen Stahltanks über Monate oder sogar Jahre stabil.

Speicherverluste oder Giftstoffe

Im Vergleich dazu lassen selbst die besten verfügbaren Wasserstofftanks das Gas mit einer Rate von etwa einem Prozent pro Tag austreten, was jede Verwendung ausschließt, die eine jahrelange Lagerung erfordert. Methanol, eine weitere Alternative zur Umwandlung von CO2 in einen in Brennstoffzellen verwendbaren Brennstoff, ist eine giftige Substanz, die sich nicht einfach als Einsatz in Situationen anpassen lässt, in denen Leckagen ein Gesundheitsrisiko darstellen könnten. Formiat hingegen wird häufig verwendet und gilt gemäß den nationalen Sicherheitsstandards als harmlos.

Den gesamten Prozess einschließlich der Erfassung und elektrochemischen Umwandlung von CO2 in ein festes Formiatpulver hat MIT-Professor Ju Li gemeinsam mit Doktoranden beider Hochschulen im kleinen Labormaßstab demonstriert. Li erwartet jedoch, dass es skalierbar ist, sodass es beispielsweise einzelne Haushalte emissionsfrei mit Wärme und Strom versorgen und sogar in der Industrie und zur Stabilisierung des Stromnetzes eingesetzt werden kann.

Solare Wärme zum Trocknen

Andere Ansätze zur Umwandlung von CO2 in Kraftstoffe sind laut Li viel energieintensiver als die Formiat-Produktion. Sein Verfahren wandle CO2 zu mehr als 90 Prozent in das gewünschte Produkt um. Das CO2 wird mithilfe einer alkalischen Flüssigkeit aus der Luft oder aus Abgasen von Industrie und Kraftwerken herausgewaschen und in ein Bicarbonat verwandelt. Diese Flüssigkeit wird dann in einem Elektrolyseur, der kohlenstoffarmen Strom (Wind, Wasser, Sonne und Kernenergie) nutzt, elektrochemisch in flüssiges Kalium- oder Natriumformiat umgewandelt. Diese Produkte können etwa mit solarer Wärme getrocknet werden, sodass ein festes Pulver entsteht.

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