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Kohlendioxid-Capture

Potenzial der stofflichen oder energetischen Verwertung von CO2

Verwertung durch Pflanzen

Abb.1
Stoffliche Verwertung von Kohlendioxid

Die stoffliche Verwertung von CO2 ist keine Utopie, sondern geschieht täglich in der Pflanzenwelt. Pflanzen verwerten CO2 zusammen mit Wasser und Sonnenlicht zu Kohlenstoff-Verbindungen.

Eine Möglichkeit das CO2 zu verwerten ist die exotherme Reaktion mit Wasserstoff zu Methanol.

CO2+ 3H2 CH3OH+ H2O Δ H R = 58 kJ mol-1

Der Sabatier-Prozess

Die Verwertung von CO2 kann auch mittels des Sabatier-Prozesses vorgenommen werden. Hier reagiert CO2 mit Wasserstoff zu Methan und Wasser.

CO2+ 4H2 CH4+ 2H2O Δ H R = 253,15 kJ mol-1

Methan ist ein Hauptbestandteil von Erdgas und kann somit als Energiequelle dienen.

Der für beide Prozesse benötigte Wasserstoff kann mit Hilfe regenerativer Energie (z.B. Solarenergie) durch Elektrolyse von Wasser gewonnen werden. Als zusätzliches Produkt entsteht hier Sauerstoff.

2H2O +Δ H R 2H2+ O2
Beispiel
Abb.2
Arbeiten an dem Sabatier-System
Mit freundlicher Genehmigung der Nasa

NASA-Astronaut Doug Wheelock, Expedition-2-Kommandant, arbeitet an dem Sabatier-System, um Wasser aus der Atmosphäre für die Raumstation zu extrahiert.

Da beim Sabatier-Prozess als Nebenprodukt Sauerstoff entsteht, wird er im Zusammenhang mit der Wasserelektrolyse in der Raumfahrt eingesetzt. Aus Kohlendioxid, dem Atmungsprodukt der Astronauten, wird Treibstoff (Methan) regeneriert und aus dem dabei entstehenden Wasser, den für die Atmung benötigten Sauerstoff. Für den Prozess muss lediglich zusätzlicher Wasserstoff in den Weltraum transportiert werden.

Die aufgeführten Reaktionen zur Verwertung von CO2 könnten als Speicher für erneuerbare Energien dienen. Beide Möglichkeiten wären für die chemische Industrie von großem Interesse, da als Produkte wichtige Ausgangsstoffe entstehen.

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