[Technik] Solarzelle mit der Treibstoff erzeugt werden kann

An der University of Illionois in Chicago haben Wissenschaftler eine Solarzelle entwickelt mit welcher man Treibstoff gewinnen kann. Diese Zellen nehmen Kohlendioxid aus der Luft auf und wandeln dieses in ein Synthesegas um, welches aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid besteht. Aus dem Gas lassen sich somit in weiteren Schritten diverse Treibstoffe wie Diesel herstellen.

Bisherige Verfahren zu Reduktion von CO2 zu brauchbaren Treibstoffen sind auf teuere Edelmetallkatalysatoren angewiesen. Bisherige Versuche Wolframdiselenid für die CO2-Reduktion zu verwenden waren nicht möglich, da die Halbleiterverbindung durch die Oxidation schnell unbrauchbar wurde. Die Wissenschaftler haben mittels eines speziellen Elektrolyts, das aus Wasser und der ionischen Flüssigkeit Ethyl-Methylimidazol-Tetrafluorborat besteht, das Problem lösen können, so dass der Wolframdiselenid geschützt und somit aktiv bleibt.

Die Halbleiterverbindung dient in Form von Nanoflocken in einer elektrochemischen Zelle als Katalysator die das CO2 aufbrechen und umwandeln kann. Im Vergleich zu den Edelmetallkatalysatoren ist das Verfahren ca. 1000 mal schneller und kostet nur ein Zwanzigstel. Somit kann es preislich mit Produkten der Erdölindustrie mithalten. Diese neue Technik eignet sich sowohl für Anlagen im industriellen Maßstab als auch für Kleingeräte.

Quelle:

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[keinbenutzername]

wenn das funktioniert und kostengünstig nutzbar ist könnte das viele Probleme lösen.
Leider natürlich so lange nicht wie Erdöldiesel billiger ist und eine gewisse Lobby besitzt.

 

[Metal_Warrior]

Also ich schreib das jetzt mal als Chemiker, nachdem der Artikel in der Quelle auch nicht wirklich sinnig ist:

Das Ganze funktioniert nur unter Verbrauch des Elektrolyten, der hier aus Wasser und ein paar Zusätzen besteht. Daher entsteht auch ganz ohne Kernspaltung Wasserstoff, und übrigens auch Sauerstoff. Wie ich das sehe, laufen mehrere Reaktionen ab:

Anode (Pluspol):
Wasser wird gespalten, Sauerstoff wird gasförmig frei und der dabei zurückbleibende Wasserstoff wird als Hydroxonium (H[SUB]3[/SUB]O[SUP]+[/SUP]) gebildet, das dann zur Kathode wandert. Letztlich das, was man als Wasserstoffion aus der Schule kennt. Es wird DEFINITIV kein Wasserstoff frei.

Kathode (Minuspol):
Hier wirds komplizierter. Die Wasserstoffionen (Protonen) bekommen ein Elektron und werden zum Wasserstoff, allerdings ohne Bindungspartner (Gase liegen - mit Ausnahme der Edelgase - immer molekular vor, also meist als Zweiergespann). Wasserstoff ohne Partner ist naszierend, also energetisch angeregt und äußerst reaktiv. So reaktiv, dass er sich vom CO[SUB]2[/SUB], das im Elektrolyten gelöst ist, ein Sauerstoff als Partner schnappt und mit dem die Düse macht (auf dem Weg wird es sich wahrscheinlich, da das Gespann mit ziemlicher Sicherheit als Hydroxid-Ion vorliegt, ein Proton von einem Hydroxonium schnappen und zu Wasser werden). Das zurückbleibende Kohlenstoffmonoxid ist stabil genug, um den Weg aus der Lösung allein und leicht brüskiert als Gas anzutreten, weil es eine wesentlich geringere Löslichkeit in Wasser aufweist als CO[SUB]2[/SUB]. Findet das naszierende Wasserstoff-Atom statt einem CO[SUB]2[/SUB]-Molekül ein anderes naszierendes Wasserstoff-Atom, gibts stattdessen ein Wasserstoffmolekül, das als Gas entweicht.

Das Verhältnis von entweichendem Kohlenstoffmonoxid und Wasserstoff an der Kathode dürfte sich mit angelegtem Strom und der Menge an gelöstem Kohlendioxid in der Elektrolytlösung beeinflussen lassen, wahrscheinlich auch mit der Temperatur. Jedenfalls wird Wasser verbraucht werden.

 

[keinbenutzername]

sicher richtig, aber ging es nicht um Diesel?
Wasserstoff erzeugen könnte man ja auch viele Arten.

 

[Metal_Warrior]

sicher richtig, aber ging es nicht um Diesel?

Nein, es ging um Synthesegas. Damit kann man Diesel herstellen, muss man aber nicht. Die Nazis haben es damals gemacht, weil sonst '41 schon keine Panzer mehr gerollt wären. Allerdings haben sie das Synthesegas damals gewonnen, indem sie Kohle mit Wasser gelöscht haben (vereinfacht ausgedrückt). Der hier vorgestellte Weg ist etwas viel resourcenschonender.

 

[werner]

Das wäre ja cool, bald hat jeder seine eigene Treibstoffproduktion zuhause

 

[keinbenutzername]

Nein, es ging um Synthesegas. .l..

stimmt.
Und dieses im Artikel erwähnte Synthesegas ist schlichtweg Wasserstoff? Oder was anderes?

 

[Metal_Warrior]

@keinbenutzername: Definitionsgemäß ist Synthesegas (also die CO/H[SUB]2[/SUB]-Variante) - wenn mich nicht mehr alles täuscht - eine Mischung aus 50 Vol-% CO und 50 Vol-% Wasserstoff.

 

[alter_Bekannter]

Die nächste Frage wäre wie praktikabel kann man sowas in nennen wir es mal "Haushaltsgrößen" herstellen?

Größe bis maximal ~3x3x3m und Preis unter 10.000€

Was könnte man damit anfangen? Falls das nicht klappt kann ich jetzt schon sagen das sich daraus in den nächsten 30 Jahren wohl nicht entwickelt