Neue Methode wandelt Kohlendioxid bei niedrigen Temperaturen in Methan um

Eine neue Methode, die von einem Team von Wissenschaftlern der Waseda Universität (Japan) unter der Leitung von Professor Yasushi Sekine entwickelt wurde, kann dazu beitragen, die Nutzung fossiler Brennstoffe zu reduzieren und langfristig die globale Erderwärmung zu reduzieren.

Die Umwandlung von Kohlendioxid in wertvolle Gase wie Methan hat große Aufmerksamkeit auf sich gezogen, um die Kohlenstoffabscheidung und -nutzung zu unterstützen. Insbesondere kann Methan nicht nur als Kraftstoff, sondern auch als Wasserstoffträger genutzt werden, indem Stadtgas in die bestehende Infrastruktur transportiert wird. So wurden in Deutschland bereits einige Anlagen nach dem Power-to-Gas-Konzept in Betrieb genommen, bei dem Energie aus Strom in Form von komprimiertem Gas gespeichert und transportiert werden kann.

“Das Verfahren Kohlendioxid in Methan umzuwandeln, beinhaltet eine etablierte industrielle Methode die Reaktion von Wasserstoff und Kohlendioxid unter Verwendung eines Ruthenium-basierten Katalysators bei Temperaturen von 300 bis 400 Grad Celsius, aber diese Methode schränkte ein, wie viel und wann Methan produziert werden könnte, da sie eine hohe Temperatur erfordert”, sagt Sekine. “Außerdem hat sich gezeigt, dass der Betrieb bei niedrigen Temperaturen günstig ist, um die Kohlendioxidumwandlung zu verbessern und die Menge des produzierten Methans zu erhöhen.”

Bei dieser neu entwickelten Methode, über die in Chemistry Letters berichtet wird, kann Kohlendioxid im Bereich von 100 Grad Celsius effizienter und schneller in Methan umgewandelt werden.

“Bei dieser Methode reagieren Nanopartikel namens Ceroxid mit Kohlendioxid in Gegenwart eines Ruthenium-Katalysators mit einem elektrischen Feld”, erklärt Sekine. “Die Ergebnisse zeigen, dass der Katalysator eine hohe und stabile katalytische Aktivität für die Umwandlung von Kohlendioxid in Methan durch Hydrierung mit dem elektrischen Feld aufweist.”

Mit dieser neuartigen Methode könnte Methan aus Kohlendioxid, das aus der Atmosphäre gesammelt wird, hergestellt werden, was möglicherweise eine unbegrenzte Menge an Methanproduktion ermöglicht, das von der Industrie freigesetzt wird, in wertvolle Energieressourcen umgewandelt wird.

Prozesskette von der alternativen Stromerzeugung über die Methanolherstellung bis zu dessen Einsatz in den unterschiedlichen Märkten.
Dargestellt ist die gesamte Prozesskette von der alternativen Stromerzeugung über die Methanolherstellung bis zu dessen Einsatz in den unterschiedlichen Märkten. © Fraunhofer ISE