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Forschende wandeln CO₂ mit Sonnenlicht in Brennstoff um - für günstige Energie

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Von: Jana Stäbener

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Kann aus Treibhausgas wie CO₂ künftig Brennstoff werden, mit dem wir heizen oder Strom erzeugen? Laut Forschende aus China wäre das möglich.

Bundeskanzler Olaf Scholz reiste auf die arabische Halbinsel, um etwas gegen die Gas-Knappheit zu unternehmen, die in Deutschland aktuell die Gaspreise in die Höhe schnellen lässt. Auf der Reise schloss der Konzern RWE einen Vertrag über den Import von 137.000 Kubikmeter Flüssiggas (LNG), die Deutschland auf dem Weg aus der Abhängigkeit von russischem Gas helfen sollen.

Das verflüssigte Erdgas LNG scheint derzeit überall als umweltfreundlichere Alternative zu herkömmlichem Gas gehandelt zu werden. Manche Besitzer von Biogasanlagen wollen aus ihrem Biogas sogar Bio-LNG machen. Ob LNG, das vor allem aus Methan besteht, aber auch klimafreundlicher ist, hängt stark davon ab, wie es hergestellt wird, so der NDR. Wissenschaftler aus China haben nun eine neue Möglichkeit entwickelt, Methan zu produzieren – und zwar aus CO₂ mithilfe von Sonnenlicht.

Übrigens: Auf seiner Reise in die Golfregion musste sich Olaf Scholz belustigte Kommentare darüber anhören, dass er einen Baum pflanzte.

Brennstoff aus CO₂: Chinesisches Forschungsteam baut Fotokatalysator aus Gold

In der Zeitschrift Angewandte Chemie stellte das chinesische Forschungsteam um Hefeng Cheng von der Shandong University in Jinan einen Fotokatalysator auf Basis vereinzelter Goldatome vor, mit dem CO₂ mithilfe von Sonnenlicht in den Brennstoff Methan umgewandelt werden kann. Diese Entdeckung ist deswegen so besonders, weil sie ein Schritt in Richtung Klimaneutralität und damit hin zur Abmilderung des Treibhauseffekts sowie der Energiekrise sein könnte. Und der ist dringend notwendig, denn Menschen müssten für das 1,5-Grad-Ziel zum Beispiel eigentlich komplett aufs Auto verzichten.

Besonders an diesem Katalysator sind die einzelnen Goldatome. Bei konventionellen Präparationsmethoden aggregierten Goldatome immer, weshalb das Team eine neue Strategie entwickelte. Einzelatom-Katalysatoren verhalten sich aufgrund ihrer besonderen elektronischen Strukturen anders als herkömmliche Metall-Nanopartikel. Bei diesem Katalysator sind einzelne Goldatome auf einer ultradünnen Zink-Indium-Sulfid-Nanoschicht verankert und regieren so mit dem CO₂ zu Kohlenmonoxid (CO), Methanol (CH3OH), Methan (CH4) sowie weiteren Kohlenwasserstoffen.

Tagebau Garzweiler mit den Kraftwerken Frimmersdorf, Neurath und Niederaußem dahinter, Nordrhein-Westfalen, Deutschland, Europa.
Brennstoffe wie Kohle werden immer noch in großen Kraftwerken geschürft. Dabei entsteht CO₂. Forschende haben es jetzt geschafft, daraus den Brennstoff Methan herzustellen. (Symbolbild) © imagebroker/IMAGO

Was sind eigentlich Brennstoffe?

Der Bundesverband Geothermie definiert einen Brennstoff als einen chemischen Stoff, dessen gespeicherte Energie sich durch Verbrennung in nutzbare Energie umwandeln lässt. Es gibt feste, flüssige und gasförmige Brennstoffe, die je nach ihrer Herstellung natürliche, veredelte oder synthetisch sein können. Brennstoffe organischer Natur sind Erdöl, Erdgas oder Kohle – anorganischer Natur sind Wasserstoff, Methan oder Kohlenstoffmonoxid.

Außerdem unterscheidet man in fossile Brennstoffe (Kohle, Gas) oder Brennstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen (wie Holz, Biokraftstoffe, Biogas). Kernbrennstoffe hingegen (zum Beispiel Plutonium) zählen nicht zu den fossilen Brennstoffen. Sie setzen in Atomkraftwerken durch Kernspaltung Energie frei, was eine bessere CO₂-Bilanz hat, als Kohlekraftwerke. Deswegen haut Arnold Schwarzenegger den Deutschen auch den Atomausstieg um die Ohren.

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