Von Daniel Zugehör
Der Anteil erneuerbarer Energien steigt kontinuierlich: Laut Umweltbundesamt lag er im Bruttostromverbrauch zuletzt bei mehr als 50 Prozent – Energie zu speichern, wird also noch wichtiger. Eine Möglichkeit dazu ist das Power-to-Gas-Verfahren: Aus Strom wird Wasserstoff, der mit Kohlendioxid (CO₂) zu Methan reagiert werden kann.
Aber: "Unter realen Bedingungen schwankt dabei die Reaktionszusammensetzung durch wechselnde Stromzufuhr aus Wind- und Solarenergie", sagt Professor Malte Behrens vom Institut für Anorganische Chemie der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU). "Daher brauchen wir Katalysatoren, die auch unter variablen Bedingungen zuverlässig arbeiten."
Besser als der Standard
Genau so einen haben Behrens und sein Team nun entwickelt. Der neuartige Katalysator arbeite stabil und übertreffe sogar den Industriestandard, heißt es von der CAU. Dafür nutzten sie ein nach eigener Aussage bewährtes Prinzip und kombinierten die Elemente Nickel und Magnesium auf atomarer Ebene.
Diese bilden durch Kristallisation eine feste Lösung, die sich erst kurz vor der eigentlichen Reaktion im Reaktor wieder entmischt. Dadurch entstünden winzige, von Magnesiumoxid stabilisierte Nickelpartikel.
Energie für ein Jahr
Entscheidend sei die nanoskalige Struktur, betont die CAU-Doktorandin Anna Wolf. "Die Nickelpartikel bleiben gleichmäßig verteilt, und das Magnesiumoxid unterstützt die Methanproduktion erheblich."
Das Ergebnis: Der Katalysator wandle schon bei relativ niedrigen Temperaturen von 260° Celsius große Mengen CO₂ in Methan um. Der CAU zufolge produziert ein Kilogramm des Materials "in knapp einer Woche genügend Methan, um ein Einfamilienhaus ein Jahr lang zu beheizen".
Als nächstes sollen die Laborergebnisse in industrielle Anwendungen überführt werden. Gemeinsam mit Partnern wie der Universität Hamburg testet die CAU den Katalysator jetzt unter realen Bedingungen, um die Stabilität, Lebensdauer und Skalierbarkeit zu prüfen.
Dieser Artikel erschien auch in der aktuellen Print-/E-Paperausgabe Dezember
