Vom Treibhausgas zum Hightech-Rohstoff

Im Forschungsprojekt NECOC am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht eine integrierte Versuchsanlage, mit der ein neuer Prozess zur Reduktion des Treibhausgases CO2 in der Atmosphäre erprobt werden soll. Produziert wird dabei Carbon Black – ein hochwertiger, fester Kohlenstoff. Forschungspartner sind die Ineratec GmbH, eine
Ausgründung aus dem KIT, sowie Climeworks, eine Ausgründung der ETH Zürich. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) fördert das Forschungsprojekt über drei Jahre mit insgesamt 1,5 Mio.Euro.

Versuchsanlage kombiniert mehrere Prozessschritte

„Der in unserem Projekt verfolgte Ansatz ist es, CO2 aus der Atmosphäre abzutrennen und in Carbon Black umzuwandeln, einen pulverförmigen, hochreinen Kohlenstoff“, sagt Professor Thomas Wetzel vom Institut für Thermische Verfahrenstechnik (TVT) und Leiter des Karlsruher Flüssigmetalllabors KALLA am Institut für Thermische Energietechnik und Sicherheit (ITES) des KIT. „Aus einem schädlichen Treibhausgas wird so ein Rohstoff für Hightech-Anwendungen. Carbon Black kann etwa in der Elektronik-, Druck-, oder Bauindustrie eingesetzt werden.“ Im Forschungsprojekt NECOC soll nun eine entsprechende Versuchsanlage entstehen, in der die folgenden Prozessschritte miteinander kombiniert werden: mithilfe eines Adsorbers wird CO2 dabei zunächst aus der Umgebungsluft gefiltert (Direct-Air-Capture-Verfahren, DAC). Anschließend wird es zusammen mit erneuerbarem Wasserstoff in einem mikrostrukturierten Reaktor in Methan und Wasser umgewandelt. Das erzeugte Methan dient als Kohlenstoffträger für den weiteren Prozess und wird in einen mit flüssigem Zinn befüllten Blasenreaktor geleitet. In den aufsteigenden Methanblasen kommt es zur Pyrolysereaktion, bei der Methan in seine Bestandteile zerfällt. Dies sind zum einen Wasserstoff, der direkt in die Methanisierung zurückgeführt wird, sowie fester Kohlenstoff in Form von mikrogranularem Pulver, dem Carbon Black. Alle Prozessschritte wurden von den beteiligten Forscherinnen und Forschern bereits bis zum Labormaßstab entwickelt und untersucht. Die Versuchsanlage wird auf dem Gelände des KIT errichtet. Ziel ist es, den Betrieb über einen längeren Zeitraum zu demonstrieren. In zukünftigen Ausbaustufen wird dann sowohl die Leistungsfähigkeit pro Container gesteigert als auch der parallele Betrieb vieler Anlagen möglich.

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