Der Strömungsreaktor hilft den P2X-Wissenschaftlern, das Schadstoffminderungspotential synthetischer Kraftstoffe zu untersuchen. (Bild: DLR)

Der Strömungsreaktor hilft den P2X-Wissenschaftlern, das Schadstoffminderungspotential synthetischer Kraftstoffe zu untersuchen. (Bild: DLR)

| von goebelbecker

Das Institut für Verbrennungstechnik des DLR hat erstmals synthetisches Kerosin aus der Power-to-X-Versuchsanlage des Kopernikus-Projekts P2X im Hinblick auf seine Zusammensetzung und Verbrennungseigenschaften untersucht. Das Ergebnis: Der synthetische Kraftstoff sei nicht nur klimafreundlich und erfülle die gesetzlich vorgeschriebenen Verbrennungseigenschaften, sondern setze zudem noch 30- bis 100-mal weniger Rußvorläufer frei als herkömmliches Kerosin. Diese Schadstoffe entstehen als Zwischenprodukte in der Verbrennung. So enthalte das synthetische Kerosin keine nennenswerten Mengen an aromatischen Kohlenwasserstoffen, die bei herkömmlichem Kerosin einen Großteil der Rußbildung verursachen.

Zukünftig konventionelle Treibstoffe ersetzen

Damit könnten synthetische Kraftstoffe nicht nur erheblich zur CO2-, sondern auch zur Schadstoff-Minimierung im Luftverkehr beitragen. Möglich sind diese guten Ergebnisse nach Angaben der Projektträger durch das besondere Verfahren der Kerosin-Produktion in der Power-to-X-Versuchsanlage, die Partner im Kopernikus-Projekt P2X im August 2019 als containerbasierte integrierte Anlage in Betrieb genommen haben. In vier Schritten stellt sie synthetischen Kraftstoff allein aus Luft und Strom her. Zukünftig könnten Anlagen wie diese zum Beispiel in wind- und sonnenreichen Gegenden aus grünem Strom flexibel erneuerbare Kraftstoffe produzieren, die konventionelles Kerosin, Diesel oder Benzin ersetzen können.

Vier Prozesschritte im P2X-Verfahren

Die P2X-Versuchsanlage vereint folgende Technologien von Partnern aus Forschung und Industrie in einer Prozesskette:

  1. Zunächst filtert die Anlage klimaschädliches Kohlenstoffdioxid (CO2) aus der Umgebungsluft, um es anschließend für die Herstellung von Kraftstoff zu nutzen. Die Technik dafür entwickelte Climeworks, ein Spin-Off der ETH Zürich.
  2. Den Hochtemperatur-Co-Elektrolyseur für den nächsten Schritt entwickelte das Technologieunternehmen Sunfire. Er spaltet das CO2 der Luft zusammen mit Wasserdampf in Wasserstoff und Kohlenmonoxid, das sogenannte Synthesegas.
  3. Aus dem Synthesegas werden im dritten Prozessschritt Kohlenwasserstoff-Ketten gebildet (Fischer-Tropsch-Synthese). In den von INERATEC entwickelten mikrostrukturierten Reaktoren kann dies sehr effizient durchgeführt werden, da die Oberfläche für die Reaktion deutlich vergrößert ist. Während der Reaktion entsteht Dampf, der an anderen Stellen in der Prozesskette genutzt werden kann.
  4. Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) integrierte das Modul für den vierten und letzten Schritt in die Prozesskette. Beim sogenannten Hydrocracken werden die zu langen Kohlenwasserstoffketten gespalten und so die Qualität und die Ausbeute an dem gewünschten Produkt erhöht. (jg)

Weitere Hintergründe zur Forschung im zugehörigen wissenschaftlichen Paper.

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