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Crack it: Fossile Energie ohne Klimagase

Die Erzeugung von Energie aus Erdgas ohne jegliche Kohlendioxid-Emissionen könnte mit Hilfe einer neuen von Forschern des Institute for Advanced Sustainability Studies (IASS) in Potsdam und des KIT entwickelten Technologie schnell Wirklichkeit werden.
Crack it: Forssile Energie ohne Klimagase
Elementares Kohlenstoffpulver entsteht neben Wasserstoff beim Cracken von Methan mit dem neuartigen Verfahren. (Bild: KIT)

In einem vom Nobelpreisträger und früheren wissenschaftlichen Direktor am IASS, Professor Carlo Rubbia, initiierten Kooperationsprojekt haben beide Einrichtungen intensiv an einem innovativen Verfahren zur umweltverträglichen und effizienten Gewinnung von Wasserstoff aus Methan geforscht. Nach zwei Jahren konnte es nun die prinzipielle Machbarkeit des neuen Verfahrens nachweisen: Der zuverlässige und kontinuierliche Betrieb des Versuchsreaktors hat das zukünftige Potential dieser Technologie gezeigt.

Methan-Cracken liefert Wasserstoff und festen Kohlenstoff

Anstelle der direkten Verbrennung von Methan (CH4) lassen sich seine molekularen Komponenten, Wasserstoff (H2) und Kohlenstoff (C) beim sogenannten „Cracken“, auftrennen. Diese Reaktion erfolgt bei Temperaturen deutlich über 750 Grad Celsius, schädliche Emissionen entstehen nicht. Neben dem Hauptprodukt des Methan-Crackens, dem Wasserstoff, entsteht als Nebenprodukt fester schwarzer elementarer Kohlenstoff, dessen Bedeutung als industrieller Rohstoff stetig zunimmt.

Das Cracken von Methan ist keine neue Idee. In den vergangenen zwei Jahrzehnten wurden an verschiedenen Einrichtungen zahlreiche Versuche durchgeführt, die seine technische Machbarkeit unter Beweis stellten. Allerdings kam es immer wieder zu Verstopfungen der Anlagen, die Umwandlungsrate blieb entsprechend gering.

Reaktor mit Flüssigmetalltechnologie könnte kommerzielle Nutzung möglich machen

Basierend auf den bisher gesammelten Erkenntnissen sind das Institute for Advanced Sustainability Studies (IASS) und das KIT nun einen Schritt weiter gegangen. Ausgangspunkt war ein von Carlo Rubbia vorgeschlagener und auf Flüssigmetalltechnologie basierender neuer Reaktor. Der innovative Reaktor ist korrosionsbeständig, Verstopfungen treten nicht auf, da das entstehende mikrogranulare Kohlenstoffpulver leicht abgetrennt werden kann. Der Reaktor verfügt damit über die technischen Voraussetzungen, die für den späteren Betrieb eines industriellen Reaktors erforderlich wären.

Die im Labormaßstab durchgeführten Versuche ermöglichen es nun abzuschätzen, wie sich das Cracken von Methan in ein zukünftiges Energiesystem integrieren ließe und somit einen Beitrag zur Nachhaltigkeit leisten könnte. Zu diesem Zweck arbeitet das IASS nun auch mit der RWTH Aachen zusammen. Gegenstand dieser Kooperation ist die Lebenszyklusanalyse (LCA) einer hypothetischen kommerziellen Anlage auf der Basis des nun erprobten Verfahrens.

Informationen zur genauen Wirkweise des Reaktors in der Pressemitteilung


cw/kes, 16.11.2015