Treibstoff für den Klimaschutz?

"Wir haben da zufällig was herausgefunden und der Weg funktioniert", sagt Adam Rondinone. Der Wissenschaftler hat mit seinen Kollegen eine Entdeckung gemacht, die entscheidend dabei helfen könnte, dem Ausstoß des Treibhausgases Kohlendioxid eine positive Wendung zu geben.

Im Prinzip ist es ihnen gelungen, den Verbrennungsprozess, bei dem Kohlendioxid entsteht, umzukehren. Als Endprodukt des Versuchs erhielten die Forscher des Oak Ridge National Laboratory des U.S. Department of Energy Ethanol. Und dieser Treibstoff wiederum könnte in Zukunft nicht nur Autos antreiben, sondern auch dabei helfen, Energie zu speichern.

Am Anfang hatten Rondinone und seine Kollegen eine Reihe von Versuchen geplant. "Wir haben den ersten Schritt einer vorher geplanten Reaktion untersucht und gemerkt, dass der Katalysator die gesamte Reaktion schon allein durchführt", so Rondinone in einer Pressemeldung über die Ergebnisse des Versuchs.

Dass alles so schnell ging, hat verschiedene Gründe. Zum einen setzten die Forscher auf unkomplizierte, relativ preiswerte Materialien, in diesem Fall Kupfer, Kohlenstoff und Stickstoff. Ein anderer Aspekt war der Einsatz von Nanotechnologie. "Durch einfache Materialen, die wir in Nanotechnologie eingesetzt haben, haben wir herausgefunden, wie wir Nebenreaktionen verringern können. Am Ende ist das passiert ist, was wir wollten", so Rondinone.

Verbrennung rückwärts

Er und seine Kollegen setzten für den Katalysator kleinste Kupferpartikel auf winzige Kohlenstoffspitzen. Die stachelige Oberfläche, die dabei entsteht, hat den Prozess offenbar begünstigt, weil die angelegte Spannung sehr konzentriert wirken konnte. "Die wirken wie 50-Nanometer Blitzableiter, sie konzentrieren die elektrochemische Reaktivität ganz oben an der Spitze", sagt Rondinone.

Einmal unter Spannung, kehrte der Katalysator den Verbrennungsprozess, bei dem Kohlendioxid entsteht, um. Im Ergebnis erhielten die Wissenschaftler 63 prozentiges Ethanol, das zudem erstaunlich rein war. Normalerweise fallen bei ähnlichen elektrochemischen Prozessen gleich mehrere Endprodukte an. Das hat zwangsläufig zur Folge, dass die Mengen der einzelnen Endprodukte geringer ausfallen.

Nun, so hoffen Rondinone und seine Kollegen, sollten sich die Ergebnisse ihres Versuchs auch auf größere Prozesse übertragen lassen. Gerade weil der Aufwand und die Kosten gering sind, könnte man das Konzept auch zum temporären Speichern von Energie aus Wind- oder Solaranlagen verwenden. Bei erneuerbaren Energie, so die Forscher, können Schwankungen ausgeglichen werden, in dem überschüssige Energie als Ethanol zwischengelagert und bei Bedarf verwendet werden kann.

Noch naheliegender ist die Verwendung als Kraftstoff. Das im Versuch gewonnene Ethanol lässt sich ohne Probleme als Kraftstoff in heutigen Fahrzeugen, sogar in einigen Flugzeugen verwenden. Normalerweise wird dieser Kraftstoff-Zusatz als Biosprit aus Pflanzen gewonnen, die zumeist genau für diesen Zweck angebaut werden und oft deutlich mehr zum Klimawandel beitragen, als sie ihn tatsächlich verhindern.

Für die Wissenschaftler um Adam Rondinone geht es nun vor allem darum, ihren gefundenen Weg zu optimieren und zu beweisen, dass sie tatsächlich eine Möglichkeit gefunden haben, klimaschädlichem Kohlendioxid ein klimafreundliches Gesicht zu geben.