Forscher:innen der Universität Cambridge ist es gelungen, ein System zu entwickeln, mit dem Kunststoffabfälle und Treibhausgase in saubere Kraftstoffe – sogenannte E-Fuels – umgewandelt werden. Angetrieben wird die Umwandlung mit nachhaltiger Sonnenenergie.
Die Sonne beliefert uns zu 100 Prozent und unerschöpflich mit sauberer Wärme und klimafreundlichem Strom. Und das natürlich ganz CO2-neutral. Das ist aber noch nicht alles: Wissenschafter:innen der britischen Elite-Universität Cambridge haben es nun geschafft, Plastik und CO2 mithilfe von nachhaltiger Sonnenenergie in Synthesegas zu verwandeln. Dieses wiederum kommt in der Industrie zur Herstellung unterschiedlichster Produkte zum Einsatz. Allen voran wird es bei der Produktion von E-Fuels – also synthetischer Kraftstoffe, die CO2-neutral hergestellt werden – eingesetzt.
Zwei Fliegen mit einer Klappe
Weltweit tüfteln Forscher:innen bereits an vielversprechenden solarbetriebenen „Recycling“-Technologien, um gegen die immense Plastikverschmutzung anzukämpfen und gleichzeitig die Menge an Treibhausgasen, die in die Atmosphäre gelangen, zu verringern. Bislang wurde allerdings noch kein System entwickelt, das beide Zielsetzungen in einem einzigen Prozess kombiniert. Bis jetzt. „Eine solarbetriebene Technologie, die gleichzeitig die Plastikverschmutzung und die Treibhausgase bekämpft, könnte die Entwicklung einer Kreislaufwirtschaft entscheidend vorantreiben“, so Subhajit Bhattacharjee, Mitautor der Studie, zur innovativen Entwicklung.
Ein solarbetriebener Reaktor
Das Team rund um Professor Reisner entwickelte dafür einen integrierten Reaktor mit zwei getrennten Kammern: eine für Kunststoff und eine für Treibhausgase. Angetrieben wird dieser Reaktor durch neuartige Perowskit-Solarzellen, die laut den Forschenden höhere Wirkungsgrade bei der Energieausbeute aufweisen als herkömmliche Siliziumsolarzellen. Kohlendioxid (CO2) und Plastik werden in diesem Solar-Reaktor also in verschiedene Produkte umgewandelt, die in einer Reihe von Branchen nützlich sind.
Besonders spannend: Den Wissenschafter:innen zufolge wurde in durchgeführten Tests CO2 in Synthesegas umgewandelt, das, wie bereits erwähnt, als wichtiger Baustein für nachhaltige Flüssigkraftstoffe gilt. Kunststoffflaschen wurden wiederum in Glykolsäure umgewandelt, die vor allem in kosmetischen Produkten enthalten ist. „Wir brauchen auch etwas, das sich einstellen lässt, so dass man je nach gewünschtem Endprodukt leicht Änderungen vornehmen kann“, sagte Dr. Motiar Rahaman, Mitautor der Studie. Gesagt, getan. Die Art des im Reaktor verwendeten Katalysators kann jedenfalls leicht geändert und somit auf die Herstellung verschiedener Produkte optimal abgestimmt werden.
Die Idee der Forschenden: Der innovative Solar-Reaktor soll Plastik und CO2 mithilfe sauberer Sonnenenergie etwas Nachhaltiges umwandeln.
Nachhaltige Kreislaufwirtschaft
„Die Entwicklung einer Kreislaufwirtschaft, in der wir aus Abfällen nützliche Dinge herstellen, anstatt sie zu deponieren, ist von entscheidender Bedeutung, wenn wir die Klimakrise sinnvoll angehen und die Natur schützen wollen“, weiß Reisner. Und weiter: „Und diese Lösungen mit Hilfe der Sonne anzutreiben bedeutet, dass wir dies auf saubere und nachhaltige Weise tun.“
Besonders nachhaltig ist eben auch der Prozess der Umwandlung. Denn normalerweise erfordert die CO2-Umwandlung viel Energie. Rahaman zufolge aber genügt es bei dem beschriebenen Solar-System, es mit Licht zu bestrahlen. Und schon beginnt dieses, schädliche Produkte in etwas Nützliches und Nachhaltiges umzuwandeln. Er stellt außerdem fest: „Vor diesem System gab es nichts, mit dem man selektiv und effizient hochwertige Produkte herstellen konnte.“
Die Forschungsergebnisse zu dem möglicherweise revolutionären Solar-Reaktor wurden im Sommer 2022 eingereicht. In den nächsten fünf Jahren wollen die Forscher:innen an der Universität Cambridge aber noch weiter am innovativen Reaktor arbeiten. Und wer weiß, was sich in einigen davon dann alles recyceln lässt …