Att resa med flyg utan att släppa ut ytterligare CO₂ —Detta skulle vara möjligt med syntetiska bränslen framställda av vatten och omgivande luft med hjälp av förnybar energi. Det skulle dock krävas enorma mängder. En ny produktionsprocess utvecklad under forskningsprojektet KEROGREEN använder en innovativ plasmateknologi för att göra detta möjligt. Forskningspartnerna har byggt en första produktionsanläggning vid Karlsruhe Institute of Technology (KIT).

CO₂ -neutral flygtrafik är en stor utmaning. "Batterier, väte och hybridlösningar är knappast lämpliga, eftersom deras energitätheter är för små", säger professor Peter Pfeifer från KIT:s Institute for Micro Process Engineering. Han är en av talesmännen för forskningsprojektet KEROGREEN. "Biobränslen behöver odlingsområden och konkurrerar därmed med livsmedelsproduktion och bevarandet av den naturliga miljön."

För att aktivera CO₂ -Neutral luftfart ändå, Pfeifer och partnerna till KEROGREEN undersökte ett annat alternativ:fotogen från luft och vatten. "När man använder förnybar energi och CO₂ direkt från atmosfären har vi en sluten kolslinga. Vi kan till och med fortsätta använda den befintliga infrastrukturen för lagring, transport, tankning av flygplan och motorteknik." Dessutom, eftersom syntetisk grön fotogen inte skulle ge några svavelutsläpp, sot och kväveoxid (NO_x ) skulle utsläppen minska.

För att producera tillräckliga mängder fotogen har KEROGREEN-partnerna utvecklat en skalbar process som är baserad på en innovativ plasmateknologi och passar in i en fraktcontainer. KEROGREEN hade en varaktighet på fyra och ett halvt år. Arbetet koordinerades av det holländska institutet för grundläggande energiforskning (DIFFER) i Eindhoven. En forskningsanläggning byggdes vid KIT. Tekniken är nu inne i sin sista fas av systemintegration. Komponenterna har redan kopplats ihop med varandra samtidigt som de har nått olika mognadsnivåer. "Den nya produktionsprocessen är mycket resursvänlig, eftersom inga sällsynta resurser behövs", säger Pfeifer.

Innovativ plasmateknik för CO₂ dissociation

Processen består av tre huvudsteg:Först CO₂ från omgivande luft matas in i en reaktor där den dissocieras till kolmonoxid (CO) och syre med hjälp av en plasma som genereras med mikrovågsstrålning. Sedan avlägsnas syre.

I den andra reaktorn omvandlas CO till väte genom vattengasförskjutningsreaktionen. Detta väte och den återstående CO (när de kombineras kallad syntesgas) omvandlas till kolväten genom Fischer-Tropsch-syntes i en tredje reaktor. Högmolekylära kolväten som inte kan användas för framställning av fotogen dissocieras internt. I slutändan erhålls den grundläggande beståndsdelen av flygbränslen. Denna råvara kan sedan förädlas till fotogen eller användas för att lagra energi.

Perfekt för decentraliserad användning med förnybar energi

Enligt resultaten från forskarna skulle anläggningar upp till megawattområdet vara möjliga med den nya plasmatekniken. Men den kan också användas i små, decentraliserade produktionsanläggningar i containerstorlek.

"Framtida anläggningar kommer att vara modulära och skalbara. De kan integreras i en vindkraftspark till havs eller en solpark i öknen", säger Pfeifer. "Om det inte kommer att vara vind eller sol kommer plasmareaktorn att stängas av tillfälligt och starta igen när energi kommer att finnas tillgänglig." Projektresultaten kommer nu att analyseras grundligt. Vissa används redan av industripartner för att implementera vissa processsteg. + Utforska vidare

Allt-i-ett soldrivet torn gör koldioxidneutralt flygbränsle