Alternativer Flugzeugtreibstoff 01.05.2014, 09:00 Uhr

Kerosin aus Sonnenlicht, CO2 und Wasser hergestellt

Daraus könnte der alternative Flugzeugtreibstoff der Zukunft bestehen: Sonnenlicht, Kohlenstoffdioxid und Wasser. Der gesamte Produktionsprozess für synthetisiertes „solares“ Kerosin wurde jetzt erstmals erfolgreich durchlaufen. Auch andere Kraftstoffe wie Diesel, Benzin oder reiner Wasserstoff lassen sich damit herstellen.

Einer internationalen Forschergruppe ist es gelungen, zum ersten Mal Flugzeugtreibstoff aus Sonnenlicht, Wasser und Kohlenstoffdioxid herzustellen. Der Solarreaktor für das alternative Kerosin wurde an der ETH Zürich gebaut. 

Einer internationalen Forschergruppe ist es gelungen, zum ersten Mal Flugzeugtreibstoff aus Sonnenlicht, Wasser und Kohlenstoffdioxid herzustellen. Der Solarreaktor für das alternative Kerosin wurde an der ETH Zürich gebaut. 

Foto: ETH-Zürich

Seit drei Jahren forschen Wissenschaftler im Projekt „Solar-Jet“ daran, wie sie Flugzeugtreibstoff aus konzentrierter Sonnenenergie herstellen können. Nicht aus Erdöl, so wie beim herkömmlichen Kerosin, sondern aus den fast unbegrenzt zur Verfügung stehenden Ressourcen Sonnenlicht, Wasser und Kohlenstoffdioxid soll der solare Treibstoff der Zukunft bestehen. Grundsätzlich ist das wohl machbar, denn jetzt meldet das Team von Solar-Jet, dass der gesamte Produktionsprozess zum ersten Mal erfolgreich durchlaufen wurde.

Thermochemischer Prozess in zwei Schritten

„Unser Grundgedanke ist es, den Verbrennungsprozess umzukehren. Das heißt, wir nehmen Kohlenstoffdioxid und Wasserdampf als Emissionen, führen Energie zu und gewinnen so Treibstoff“, erklärt Patrick Le Clercq, der das Projekt beim DLR-Institut für Verbrennungstechnik in Stuttgart betreut. Neben dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt sind auch die ETH Zürich, Shell und das Bauhaus Luftfahrt, ein Zusammenschluss von Luft- und Raumfahrtunternehmen, an der Entwicklung des solaren Kerosins wissenschaftlich beteiligt.

Der thermochemische Prozess, den die Forscher verwenden, besteht aus zwei Schritten. Zunächst wird in einem Solarreaktor ein Metalloxid, das als Katalysator dient, in Metall- und Sauerstoff-Ionen gespalten. Die dazu benötigten hohen Temperaturen von bis zu 2000 Grad Celsius werden mit Hilfe von Solarreceivern erzeugt, wie sie auch bei Solarkraftwerken eingesetzt werden. Sie fangen die natürliche Sonnenstrahlung auf und bündeln sie. Dann leiten die Forscher Kohlenstoffdioxid und Wasserdampf durch den Solarreaktor. Beide reagieren mit den Metall- und Sauerstoff-Ionen und es entsteht ein sogenanntes Synthesegas, eine Mischung aus Wasserstoff und Kohlenstoffmonoxid mit jeweils sehr hohem Reinheitsgrad.

Um die komplexen Vorgänge innerhalb des Solarreaktors genauer zu verstehen, haben die DLR-Verbrennungsforscher den neuartigen ersten Prozessschritt im Computer simuliert.

Um die komplexen Vorgänge innerhalb des Solarreaktors genauer zu verstehen, haben die DLR-Verbrennungsforscher den neuartigen ersten Prozessschritt im Computer simuliert.

Quelle: SOLAR-JET

Stellenangebote im Bereich Forschung & Entwicklung

Forschung & Entwicklung Jobs
RHEINMETALL AG-Firmenlogo
Verstärkung für unsere technischen Projekte im Bereich Engineering und IT (m/w/d) RHEINMETALL AG
deutschlandweit Zum Job 
Schneider GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Konstrukteur Brillenoptik (m/w/d) Schneider GmbH & Co. KG
Fronhausen Zum Job 
Schneider GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Entwicklungsingenieur Lasertechnologie (m/w/d) Schneider GmbH & Co. KG
Fronhausen Zum Job 
Tesla Automation GmbH-Firmenlogo
(Senior) Entwicklungsingenieur (m/w/d) Tesla Automation GmbH
OCS Optical Control Systems GmbH-Firmenlogo
Entwicklungsingenieur Elektrotechnik (m/w/d) OCS Optical Control Systems GmbH
K. A. Schmersal GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Systemingenieur Strategic Product Development (m/w/d) K. A. Schmersal GmbH & Co. KG
Wuppertal Zum Job 
ROTHENBERGER Werkzeuge GmbH-Firmenlogo
Entwicklungsingenieur (m/w/d) für Produktdesign und Produktüberführung ROTHENBERGER Werkzeuge GmbH
Kelkheim Zum Job 
Menlo Systems GmbH-Firmenlogo
Development Engineer (m/f/d) for photonic integrated circuitry (PIC) Testing & Packaging Menlo Systems GmbH
Planegg Zum Job 
Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e.V. (INP)-Firmenlogo
Ingenieur*in (w/m/d) Verfahrenstechnik für innovative Wasserstofftechnologien Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e.V. (INP)
Greifswald Zum Job 
Flowserve Corporation-Firmenlogo
Trainee Operations (m/w/d) mit dem Schwerpunkt Prozessoptimierung und Digitalisierung Flowserve Corporation
Dortmund Zum Job 
FEIG ELECTRONIC GmbH-Firmenlogo
(Senior-) Hardwareentwickler*in - Schaltungstechnik und Mikrocontroller, Sensorik FEIG ELECTRONIC GmbH
Weilburg Zum Job 
Ruland Engineering & Consulting GmbH-Firmenlogo
Leiter (m/w/d) verfahrenstechnische Fertigung Ruland Engineering & Consulting GmbH
Neustadt an der Weinstraße Zum Job 
WIRTGEN GROUP Branch of John Deere GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Projektleiter (m/w/d) mit dem Schwerpunkt R&D und Produktion WIRTGEN GROUP Branch of John Deere GmbH & Co. KG
Windhagen Zum Job 
über aeconsult-Firmenlogo
(Bereichs-)Leiter Produktion (m/w/d) über aeconsult
zentral in Norddeutschland Zum Job 
CoorsTek GmbH-Firmenlogo
Prozessingenieur / Ingenieur (m/w/d) Produktion CoorsTek GmbH
Mönchengladbach Zum Job 
A. Menarini Research & Business Service GmbH-Firmenlogo
Junior-Ingenieur für Infrastruktur und Herstellanlagen (m/w/d) A. Menarini Research & Business Service GmbH
über RSP Advice Unternehmensberatung-Firmenlogo
Technische Leitung (m/w/d) über RSP Advice Unternehmensberatung
Schleifring GmbH-Firmenlogo
Testingenieur für die Produktqualifikation (m/w/d) Schleifring GmbH
Fürstenfeldbruck Zum Job 
DTU Nanolab-Firmenlogo
Chief Equipment Engineer at the National Center for Nanofabrication and Characterization (f/m/d) DTU Nanolab
Lyngby (Dänemark) Zum Job 
Hochschule Düsseldorf-Firmenlogo
W2-Professur "Nachhaltige Energiesysteme und Energieeffizienz" Hochschule Düsseldorf
Düsseldorf Zum Job 

In einem nächsten Schritt wird das Synthesegas anschließend in Kerosin verwandelt. Dafür greifen die Wissenschaftler auf ein Verfahren zurück, das von Franz Fischer und Hans Tropsch bereits 1925 in Deutschland entwickelt wurde. Unter hohem Druck und bei Temperaturen zwischen 200 und 350 Grad Celsius wird das Synthesegas dabei mithilfe von Katalysatoren wie Eisen, Cobalt, Nickel und Ruthenium in flüssige Kohlenwasserstoffe synthetisiert. Da die Fischer-Tropsch-Synthese bereits weltweit etabliert ist und auch für die Anwendung in der Luftfahrt zertifiziert wurde, sind für den neuen Solar-Treibstoff keine umfangreichen Tests und Zulassungsverfahren mehr notwendig.

Der „virtuelle“ Solarreaktor wertet die thermochemischen Prozesse aus

Um die komplexen Vorgänge innerhalb des Solarreaktors genauer zu verstehen, haben die DLR-Verbrennungsforscher den neuartigen ersten Prozessschritt im Computer simuliert. Das Resultat ist ein „virtueller“ Solarreaktor, der mit rund neun Millionen einzelner Rechenoperationen auswertet, welche thermochemischen Reaktionen wann, wo und mit welchem Energieumsatz ablaufen. „Solche Modellierungen sind heute eine wichtige Voraussetzung für den Aufbau von Versuchsanlagen. So können die Projektpartner zeit- und kostenaufwändige experimentelle Versuche gezielt planen und das Gesamtsystem des Solarreaktors sowie die darin ablaufenden Einzelprozesse systematisch weiterentwickeln“, sagt Patrick Le Clercq.

Vorstellung auf der Internationalen Luft- und Raumfahrtausstellung

Nachdem sie die Machbarkeit im Labormaßstab gezeigt haben, wollen die Wissenschaftler nun den Solarreaktor weiter optimieren und seine technischen und wirtschaftlichen Umsetzungsmöglichkeiten auf industriellem Maßstab untersuchen.

Der im Solar-Jet-Projekt unter der Leitung der ETH Zürich entwickelte Reaktor wird auf der Internationalen Luft- und Raumfahrtausstellung ILA vom 20. bis zum 25. Mai 2014 in Berlin am Stand des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt ausgestellt sein.

 

Ein Beitrag von:

  • Gudrun von Schoenebeck

    Gudrun von Schoenebeck

    Gudrun von Schoenebeck ist seit 2001 journalistisch unterwegs in Print- und Online-Medien. Neben Architektur, Kunst und Design hat sie sich vor allem das spannende Gebiet der Raumfahrt erschlossen.

Themen im Artikel

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.