Verbundprojekt NETPEC "Negative Emissionen mittels photoelektrochemischer Methoden"; Teilprojekt NETPEC-UTUE: "Einfluss des Lokalklimas auf Produktion und Speicherung der Kohlenstoffprodukte und Analyse der Katalysator-Eigenschaften"

Abstract

Im NETPEC-Projekt wurden (photo)elektrochemische Ansätze für die technologische Entnahme von Kohlenstoffdioxid (CO2) aus der Atmosphäre untersucht und (weiter-)entwickelt. Ähnlich der natürlichen Photosynthese werden in der Photoelektrochemie Stoffe mittels der Energie des Sonnenlichts ineinander umgewandelt. Wird hierbei CO2 in kohlenstoffreiche, feste oder flüssige Produkte umgewandelt, ist eine sichere Langzeitspeicherung möglich. Die theoretisch möglichen Umwandlungseffizienzen übertreffen die der natürlichen Photosynthese um ein Vielfaches, dadurch wird weniger Landfläche als bei biomassebasierten Ansätzen benötigt. Mögliche Effizienzen und Speicherpotenziale, aber auch die dafür benötigte Konfiguration der photoelektrochemischen Zellen hängen stark vom gewählten Produkt ab. Im Teilprojekt UTUE wurde die Herstellung von Kohleflocken mittels eines flüssigmetallbasierten Katalysators untersucht. Hierbei konnte ein funktionsfähiger Katalysator entwickelt werden und die zugrunde liegenden Funktionsweise mittels elektrochemischer und spektroskopischer Methoden, sowie anhand von Elektronenstrukturrechnungen untersucht werden. Zudem wurde eine elektrochemische Zelle entwickelt, die an eine photovoltaische Zelle gekoppelt werden konnte. Des Weiteren wurden der Einfluss des lokale Klimas sowie großräumige biogeochemischen Rückkopplungen auf den Einsatz von NETPEC-basierter CO2 Entnahme bewertet und klimatologische Erwartungswerte für die Produktions- und Speicherbedingungen aufgestellt.