CO2SimO – Photoelektrochemische CO2-Reduktion
und oxidative Wertstoffgewinnung

Kohlendioxid für Sonnenenergiespeicher

Damit der steigende Energiebedarf der Gesellschaft nachhaltig gedeckt werden kann, setzt „CO2SimO” auf eine Technologie, die Sonnenlicht und Kohlendioxid für die Wertstoff-Gewinnung nutzt. In dem Projekt wird dazu eine photoelektrochemische Zelle entwickelt. Mit ihr kann Sonnenenergie direkt in einen gut speicher- und transportierbaren und zugleich klimaneutralen Energieträger umgewandelt werden. CO2 wird als Rohstoff weiterverwendet und es können die werthaltigen Produkte Methan und Wasserstoffperoxid gewonnen werden.
Das Projektteam von „CO2SimO“ will so zu einer Verringerung von Treibhausgasemissionen beitragen und die
Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen reduzieren. Die Innovation besteht auch darin, dass das gewonnene
Wasserstoffperoxid einen vergleichsweise hohen Marktwert besitzt. Somit bestehen gute wirtschaftliche Aussichten und Anreize für eine breite Nutzung der Technologie. Das produzierte Wasserstoffperoxid ist nahezu ein Allrounder: Es ist ein wichtiges Bleich-, Desinfektions- und Oxidationsmittel. Im Projekt „CO2SimO“ wird es auch als möglicher Energieträger untersucht. Das produzierte Methan kann als Brennstoff verwendet werden und dient als Ausgangsstoff für chemische Prozesse, die bislang auf Erdöl als Rohstoff angewiesen sind.

Neue Ansätze für die CO2-Umwandlung

„CO2SimO“-Photokatalysatoren sollen erstmals in sogenannten Gasdiffusionselektroden angewendet werden, in denen Kohlendioxid direkt mit Sonnenlicht reagiert. Solche Elektroden werden bereits in der Brennstoffzellentechnologie und Elektrolyse erprobt. Sie versprechen eine höhere Effizienz und Lebensdauer gegenüber bisher untersuchten Systemen bei der Umwandlung von gasförmigen CO2. Die Kombination neuartiger Photokatalysatoren mit der Technologie der Gasdiffusionselektroden stellt eine bislang noch unerforschte Möglichkeit der CO2-Umwandlung dar: Der Ansatz ermöglicht die direkte gasförmige
Verwendung von CO2. Löslichkeitsprobleme in flüssigen Systemen werden so umgangen.

Von der Grundlagenforschung zur Produktion

Das Konsortium von „CO2SimO“ besteht aus insgesamt sechs Partnerinnen und Partner aus Wissenschaft und Wirtschaft. Der Verbund mit Beteiligten aus je zwei Unternehmen, zwei Universitäten und zwei Forschungsinstituten setzt die Entwicklung der photoelektrochemischen Zellen um. Dabei wird während der Projektlaufzeit der gesamte Prozess abgedeckt: von der Grundlagenforschung über die Materialentwicklung bis hin zur Verfahrens- und Systementwicklung sowie der Nachhaltigkeitsanalyse. Zunächst entwickeln Forschende der Universität Bayreuth neue Photokatalysatoren für die solare Umwandlung von CO2. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universität Hannover untersuchen die chemischen Elementarprozesse der CO2-Umwandlung und geben Empfehlungen für weitere Optimierungen. Auf Basis der Ergebnisse werden die Fachleute der TANiOBIS GmbH die vielversprechendsten Katalysatoren herstellen. Das Unternehmen hat gleichzeitig die Federführung des Projektes inne. Expertinnen und Experten des DECHEMA Forschungsinstituts schließlich entwickeln die Elektroden,
mit denen die Fachleute der neoxid GmbH die photoelektrochemischen Zellen aufbauen. Mithilfe eines Methanisators erhöht das neoxid-Team in dem entstehenden Gasgemisch den Methangehalt und wertet dieses damit weiter auf. Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie untersuchen das Konzept mittels Lebenszyklus-basierter Methoden auf Beiträge zu einer langfristig nachhaltigen Chemieproduktion.

CO2SIMO-Projektblatt zum Download

Kontakt

Dr. Sven Albrecht

TANiOBIS GmbH
38642 Goslar
Telefon: 05321 75153735
E-Mail: sven.albrecht@taniobis.com