Ein neuer Prozess zur Produktion von Kohlenstoff und mehr
Die Umstellung auf eine Wasserstoffwirtschaft wird als ein Weg angesehen, auf dem sich die Erderwärmung bekämpfen, Emissionen reduzieren und Nachhaltigkeit fördern lassen. Mit modernen Solarreaktoren lässt sich nicht nur Wasserstoff auf umweltfreundliche Weise produzieren, sondern auch für die Industrie wichtige Nanomaterialien auf Kohlenstoffbasis. Das EU-finanzierte Projekt Solhycarb ("Hydrogen from solar thermal energy: High temperature solar chemical reactor for co-production of hydrogen and carbon black from natural gas cracking") befasste sich mit neuen Methoden für die Wasserstoffproduktion. Sein Ansatz umfasste die Herstellung zweier für erneuerbare Energie wichtiger Stoffe mithilfe von Sonnenenergie und des Abbaus von Erdgas: eines reichhaltigen Wasserstoffgases und eines wertwollen Nanomaterials (Ruß). Untersucht wurden Design, Konstruktion und Betrieb chemischer Hochtemperatur-Solarreaktoren und die Frage, wie sich diese beiden wichtigen Stoffe herstellen lassen. Das Projekt testete Solarreaktoren verschiedener Größe und modellierte die Ergebnisse, dabei konzentrierte man sich auf den Abbau von Methan, die Bildung von Kohlenstoffpartikeln und die Wärmeübertragung sowie auf verschiedene chemische Reaktionen. Solhycarb hat den optimalsten Reaktor ermittelt, um seine Ziele zu erreichen (den tubulären Solarreaktor auf Graphitbasis, getestet bei 50 kW, SR50). Es formulierte Sicherheitsprotokolle und stellte die für einen reibungslosen Betrieb notwendigen Voraussetzungen fest. Das Projektteam befasste sich dann mit dem Entwurf eines 10-Megawatt-Solarreaktors auf der Grundlage validierter Simulationen, mit dem sich erfolgreich carbon black von guter Qualität produzieren ließ. mit dem neuen Solarverfahren ließen sich entweder Wasserstoff und Kohlenstoff oder elektrischer Strom und Kohlenstoff produzieren. Die Energierücklaufzeit betrug dabei ein Jahr. Die Projektergebnisse eröffnen enorme Möglichkeiten für eine saubere Nutzung von Energie und ihrer Nebenprodukte, die bei dieser neuen Technologie entstehen.
