Karlsruher Institut für Technologie

Erneuerbare Energien: CO2-Spaltung durch Mikrowellenplasma

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des KIT wollen Effizienz der CO2-Spaltung verbessern
Kohlendioxid-Ausstoß in der Atmosphäre
Um die Folgen des Klimawandels abzumildern, ist es auch notwendig, aktiv CO2 aus der Atmosphäre zu entfernen. (Foto: Markus Breig, KIT)

Um die Folgen des Klimawandels abzumildern, müssen wir nicht nur den Kohlendioxid (CO2)-Ausstoß verringern, sondern auch vorhandenes CO2 aus der Atmosphäre entfernen. Mit Power-to-X-Technologien und erneuerbaren Energien lässt sich CO2 in Kohlenstoffmonoxid und Sauerstoff spalten und in synthetische Stoffe wie Kraftstoffe umwandeln. Dabei erreichen Plasmen unter niedrigen Drücken Rekord-Wirkungsgrade bei der CO2-Spaltung. Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben gezeigt, dass die effiziente CO2-Spaltung auch bei atmosphärischem Druck durch Plasmen mit ultrakurzen Mikrowellenpulsen möglich ist. Ihre Ergebnisse sind in der Zeitschrift ACS Energy Letters veröffentlicht.

„Unser Ziel war es, die potenziellen Vorteile der mikrowellenunterstützten Plasmen auf den Bereich des Atmosphärendrucks auszuweiten. Uns ist es gelungen, mit der Verwendung von extrem kurzen Mikrowellenpulsen die CO2-Spaltung im Plasma signifikant zu verbessern“, sagt Sergey Soldatov vom Institut für Hochleistungsimpuls- und Mikrowellentechnik des KIT. Die Forschenden konnten erstmals Nichtgleichgewichtszustände in atmosphärischen CO2-Mikrowellenplasmen experimentell nachweisen, die sich dank der ultrakurzen Pulse einstellen lassen und es so erlauben, die Wirkungsgrade zu erhöhen.

„Bisherige Methoden zur CO2-Spaltung mithilfe von Plasma arbeiteten im Vakuum, um durch den niedrigen Druck Nichtgleichgewichtszustände zu erzeugen, die einen effizienteren Energieeinsatz ermöglichen. Dieses Vorgehen in Vakuumsystemen eignet sich aufgrund hoher apparativer Anforderungen und hoher Energiekosten allerdings nicht für den industriellen Einsatz“, sagt Alexander Navarrete vom Institut für Mikroverfahrenstechnik.

swi, 25.02.2021