Akku mit positivem Nebeneffekt als CO2-Sammler

US-Forscher am Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben eine Batterie entwickelt, die beim Laden Kohlendioxid aus Abgas oder Luft einfängt und beim Entladen das gereinigte Gas wieder abgibt. So kann es weiterverwendet oder gespeichert werden. Das Ausscheiden der Gase benötigt weder Hitze noch zusätzliche Chemikalien. Die Batterie generiert den Teil der benötigten Energie selbst.

CO2-Fänger könnten diesen Abgasstrom reinigen

Wissenschaftler auf der ganzen Welt suchen aufgrund der steigenden CO2-Werte nach Möglichkeiten, Treibhausgase aus der Luft zu filtern. Jedoch benötigen die meisten Anlagen chemische Bindemittel. Auch wird das CO2 erst bei starkem Erhitzen wieder abgegeben.

„Die existierenden Technologien sind daher schon von ihrem Prinzip her ineffizient“,

erklären Sahag Voskian und Alan Hatton vom Massachusetts Institute of Technology (MIT).


Elektrochemie statt chemischer Absorber.


Die Batterie der Forscher ist chemiefrei und energiesparender. Die CO2-Absorption ist mit den Ladezyklen der elektrochemischen Batterie verknüpft. Beim Laden findet an den außen liegenden Kathodenschichten eine elektrochemische Reaktion statt. Diese nimmt das CO2 aus der Luft auf. Beim Entladen entlässt das Material das CO2 als nahezu 100 % reines CO2-Gas.


Grundlage für diesen Prozess sind Elektronen, die mit Hilfe einer Anodenschicht aus Nanoröhrchen mit Ferrocen, einer Verbindung zwischen zwei Kohlenwasserstoffringen mit einem zentralen Eisenatom, das CO2 binden.


Bei ersten Tests im Labor erreichte die CO2-Fänger-Batterie einen Wirkungsgrad von 90 Prozent und benötigte rund 40 bis 90 Kilojoule Energie pro eingefangenem Mol CO2. Das entspräche einem Energiebedarf von etwa 275 Kilowattstunden pro Tonne CO2. Das System funktionierte dabei sowohl bei geringen CO2-Konzentrationen in der Außenluft, aber auch bei erhöhtem CO2-Werten in Abgasströmen.


Zwar verliert die Batterie bisher noch rund 30 Prozent an Effizienz im Laufe von rund 7.000 Ladezyklen, wie die Forscher einräumen. Sie sind aber zuversichtlich, diese Stabilität künftig auf 20.000 bis 50.000 Zyklen erhöhen zu können.


Pilotanlage schon in den nächsten Jahren


Einsatzmöglichkeiten sehen die Wissenschaftler sowohl beim Direct-Air-Capture als auch bei der Abgasfilterung von Industrieanlagen und Kraftwerken. Das abgetrennte CO2 könnte dann entweder direkt genutzt werden oder aber in unterirdische CO2-Langzeitspeicher eingeleitet werden. Voskian und Hatton haben dafür bereits ein Unternehmen gegründet.


Quelle: Massachusetts Institute of Technology


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