Forscher vom Fraunhofer-Institut haben eine sogenannte Solar-to-Fuel-Anlage entwickelt, die Treibstoff aus Sonnenlicht, Wasser und CO2 produzieren soll. Das Verfahren schlägt gleich mehrere Fliegen mit einer Klappe.
In puncto Dekarbonisierung mangelt es häufig noch an Alternativen. So benötigt es etwa riesige Mengen Wasserstoff und andere alternative Kraftstoffe, um energiehungrige Industrien wie die Stahlindustrie zu versorgen. Forscher des Fraunhofer-Zentrums für Hochtemperatur-Leichtbau HTL arbeiten deshalb an einer nachhaltigen Lösung.
Unter dem Projektnamen „Material Advancements for Solar Fuels Technology“ (MAfoS) arbeiten sie an der Entwicklung der ersten industriellen Solar-to-Fuel-Anlage. Ziel ist es, nachhaltige Kraftstoffe aus Sonnenenergie zu gewinnen. Denn dieses Vorhaben bringt nach wie vor zahlreiche Herausforderungen – sowohl für Mensch als auch Material.
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Solar-to-Fuel: Treibstoff aus Sonnenlicht, Wasser und CO2
Bei der neuartigen Anlage werden in einem mit Spiegeln besetzten Turm aus Wasser, CO2 und Sonnenlicht nachhaltige Kraftstoffe erzeugt. Diese Technologie könnte damit einen bedeutenden Beitrag zur CO2-Reduktion und Speicherung erneuerbarer Energien in Form von künstlichen Treibstoffen leisten. Eine erste Pilotanlage existiert bereits.
Diese betreibt das Schweizer Start-up Synhelion am Solarturm des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt in Jülich. Dort stellt das Unternehmen Treibstoffe aus Wasser und CO2 sowie Methan her. Der Fokus liegt derzeit auf der Produktion von Kerosin. Die Anlage nutzt dabei eine große Spiegelfläche, die Sonnenlicht bündelt und in Hitze umwandelt. Diese nutzt dann eine Reaktorkammer, um die gewünschten Treibstoffe zu erzeugen.
Anlage benötigt besonders hitzebeständige Materialien
Die Herausforderung besteht darin, Materialien zu entwickeln, die den extrem hohen Temperaturen von bis zu 1500 Grad Celsius standhalten können. Besonders kritisch sind die Bedingungen am Sonnenstrahleneintrittsfenster. Denn dort herrschen Temperaturen von bis zu 800 Grad Celsius. Daher konzentriert sich das Fraunhofer ISC Zentrum HTL auf die Entwicklung anorganischer keramischer Materialien als Schutzschichten für verschiedene Komponenten der Anlage.
Einen wichtigen Meilenstein erreichten die Forscher bereits. Die entwickelte Beschichtung für das Sonnenstrahleneintrittsfenster ist nicht nur hitze- und Wasserdampf-stabil, sondern auch transparent genug. So gelangt ausreichend Sonnenlicht in die Anlage. Die industrielle Solar-to-Fuel-Demonstrationsanlage von Synhelion soll bereits 2024 in Deutschland den Betrieb aufnehmen.
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