NETPEC
Die Idee der künstlichen Photosynthese Wirklichkeit werden lassen
Mithilfe der künstlichen Photosynthese ist es theoretisch möglich, Kohlendioxid aus der Atmosphäre zu entnehmen und den enthaltenen Kohlenstoff in langfristig lagerfähige Produkte umzuwandeln. Im Verbundprojekt NETPEC entwickeln Forschende ein solches Verfahren.
Was tun wir genau und warum?
In der Klimadebatte stellt sich immer häufiger die Frage, wie eine umfangreiche Kohlendioxidentnahme mithilfe landbasierter CDR-Verfahren gelingen kann – denn die dafür benötigten Flächen sind rar. Ein theoretischer Lösungsansatz wäre der Einsatz der sogenannten künstlichen Photosynthese. Wie bei der natürlichen Photosynthese wird hierbei Kohlendioxid mithilfe von Energie aus Sonnenlicht in ein speicherbares und stabiles Endprodukt umgewandelt. Dieses kann anschließend eingelagert werden. Weil die künstliche Photosynthese jedoch viel effizienter Kohlenstoff bindet als ihr natürliches Vorbild, würde man beim Einsatz dieses neuen Verfahrens deutlich weniger Fläche und Wasser verbrauchen als bei konventionellen CDR-Methoden wie der Bioenergiegewinnung mit Kohlendioxidabscheidung und -speicherung.
Künstliche Photosynthese: Auf der Suche nach dem größten Potenzial
Um künstliche Photosynthese mit möglichst hohen Umwandlungsraten zu ermöglichen, entwickeln Forschende im Verbundprojekt NETPEC neuartige Katalysatoren. Diese sollen mit speziell angepassten Solarzellen zu einer photoelektrochemischen Zelle kombiniert werden. Je nachdem, welches Kohlenstoffprodukt diese Zellen erzeugen, kann es dann auf unterschiedliche Weise eingelagert werden.
Denkbar wären etwa eine Speicherung in ehemaligen Tagebauarealen oder aber eine Einlagerung in unterirdischen Kavernen oder Gesteinsschichten. Welche geologischen Voraussetzungen für eine solche Einlagerung gegeben sein müssen, untersucht das Projektteam für ausgewählte Produkte wie Oxalat und Kohleflocken. Außerdem simulieren die Forschenden eine großflächige Anwendung der künstlichen Photosynthese in Computermodellen und analysieren, welche Folgen diese Nutzung für das lokale Klima hätte.
Bei allen Arbeiten haben die Forschenden stets die gesamte Prozesskette der künstlichen Photosynthese im Blick. Auf diese Weise wird NETPEC eine erste Beurteilung erlauben, ob und inwieweit photoelektrochemische Ansätze eine sinnvolle Ergänzung zu den konventionellen Methoden der CO₂-Entnahme sein können.