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NECOC: KIT, Climeworks, Ineratec machen Carbon Black aus CO2

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Rohstoff Carbon Black entsteht im NECOC-Projekt auf Basis von CO2 aus der Umgebungsluft und einer Pyrolysereaktion.

Die Optionen, aus dem Klimagas CO2 wertvolle Rohstoffe zu machen, werden immer interessanter. Am KIT in Karlsruhe startet jetzt ein Forschungsprojekt, das aus CO2 aus der Umgebungsluft hochreines Kohlenstoffpulver macht – sogenanntes Carbon Black. Dieser Rohstoff wird immer dann verwendet, wenn schwarze Oberflächen, Farben oder schlicht Auroreifen benötigt werden. Für NECOC arbeiten die KIT-Forscher u.a. mit der KIT-Ausgründung Ineratec und der Ausgründung der ETH Zürich, Climeworks, zusammen.

NECOC ist weltweit einzigartig und wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie mit 1,5 Millionen Euro gefördert. Ziel ist es, CO2 aus der Atmosphäre abzutrennen und in Carbon Black umzuwandeln. „Aus dem schädlichen Treibhausgas wird so ein Rohstoff für Hightech-Anwendungen. Carbon Black kann etwa in der Elektronik-, Druck-, oder Bauindustrie eingesetzt werden“, berichtet Prof. Thomas Wetzel vom Institut für Thermische Verfahrenstechnik (TVT) und Leiter des Karlsruher Flüssigmetalllabors KALLA am Institut für Thermische Energietechnik und Sicherheit (ITES) des KIT.

Im Forschungsprojekt NECOC entsteht eine Versuchsanlage, die die notwendigen Prozessschritte kombiniert: Mit der Technologie des Cleantech-Unternehmens Climeworks (Direct Air Capture) wird CO2 aus der Umgebungsluft gefiltert. Anschließend wird es zusammen mit erneuerbarem Wassserstoff in einem kleinen 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.

Wir kennen die einzelnen Bausteine gut. Allerdings wurden sie noch nie im Verbund in einer integrierten Anlage realisiert, das ist eine Weltpremiere. Die geschickte Integration der Prozessbausteine und die richtige Prozessführung werden entscheidend für die Energieeffizienz des Verfahrens und die Qualität des Produkts Carbon Black sein.

NECOC-Projektkoordinator Dr. Benjamin Dietrich

Bislang wird Carbon Black hauptsächlich aus fossilem Erdöl hergestellt. Das neue Verfahren kombiniert den direkten Beitrag zur Lösung des Klimaproblems mit einem Baustein einer postfossilen Rohstoffversorgung.

An dem Forschungsprojekt NECOC (steht für: NEgative CarbOn dioxide to Carbon) beteiligen sich am KIT das Karlsruher Flüssigmetalllabor (KALLA) als Einrichtung des Instituts für Thermische Energietechnik und Sicherheit (ITES) sowie das Institut für Thermische Verfahrenstechnik (TVT). Neben der Projektkoordination und dem Betrieb der Anlage trägt das KIT mit der Pyrolysetechnologie zum Projekt bei.

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