Ohne Umweg über Wasserstoff: TU Berlin will CO₂ per Strom direkt in Rohstoffe verwandeln
Zwei neue Projekte mit rund 2,6 Millionen Euro für die TU Berlin sollen die direkte CO₂-Elektrolyse effizienter und größer machen – etwa für Ethylen als Basis für Flugkraftstoff.
Archivbild · Foto: T meltzer / Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0 (zugeschnitten und skaliert)
Für synthetische Kraftstoffe wird meist zuerst mit Ökostrom Wasserstoff erzeugt, der dann mit CO₂ weiterverarbeitet wird. Forschende der TU Berlin um Peter Strasser, Leiter des Fachgebiets Technische Elektrochemie und Elektrokatalyse, setzen auf die direkte CO₂-Elektrolyse: Kohlendioxid reagiert in einer elektrochemischen Zelle unmittelbar mit Wasser zu chemischen Vorprodukten. „Unsere zentralen Reaktionen dafür laufen bereits im Labor“, sagt Strasser. „Jetzt geht es darum, die Elektrolyseure effizienter, langlebiger und größer zu machen.“ Für zwei neue Projekte erhält sein Fachgebiet insgesamt rund 2,6 Millionen Euro.
Im Projekt JEThylen, koordiniert von Siemens Energy mit Fraunhofer IGB und Bauhaus Luftfahrt, soll CO₂ direkt zu Ethylen werden – einem Ausgangsstoff für synthetischen Flugkraftstoff. Ziel ist, die Zellspannung von etwa 4,5 auf rund 2,5 Volt zu senken, die Energieeffizienz von etwa 27 auf 50 Prozent zu steigern und mindestens 1.000 Stunden stabil zu laufen. Statt Elektroden von rund 10 Quadratzentimetern wie im Labor sollen Zellen mit mehreren hundert Quadratzentimetern laufen; Konzepte zielen auf bis zu 0,5 Quadratmeter. Das Projekt wird vom Bundesforschungsministerium gefördert und läuft bis Februar 2029.
Das zweite Projekt INNOCELL baut auf einem an der TU Berlin entwickelten, patentierten Zelldesign mit Gasdiffusionselektroden auf. Wasserabweisende Kunststoffträger sollen verhindern, dass die Poren mit Elektrolyt volllaufen – ein als „Flooding“ bekanntes Problem. Getestet wird bei 60 bis 80 Grad und bis zu 30 bar; angestrebt sind mindestens 500 Milliampere pro Quadratzentimeter, 45 Prozent Energieeffizienz und 1.000 Betriebsstunden. Neben Ethylen geht es auch um Kohlenmonoxid, einen Grundstoff für Methanol und synthetische Kraftstoffe.