Mithilfe von bis zu 5000-fach konzentrierter Sonnenstrahlung erzeugt der Forscher am Paul Scherrer Institut (PSI) und der Zürcher ETH aus Sonnenenergie brennbare Treibstoffe. Neben Wasserstoff kommt dabei auch Zink und Kohlenmonoxid zum Einsatz.

Sonnenenergie ist uneingeschränkt vorhanden, deren Verwendung deshalb ökologisch sinnvoll. «Solare Brenn- und Treibstoffe machen es möglich, Kraftwerke, Fahrzeuge und Betriebe der chemischen Industrie mit umweltfreundlicher Energie zu versorgen und leisten somit einen Beitrag zur Lösung der Klimaproblematik», so Steinfeld.

Heisse Temperaturen in Solarreaktoren

Mittels bis zu 5000-fach konzentrierter Sonnenstrahlung werden Temperaturen von bis zu 2000 Grad in sogenannten Solarreaktoren erreicht, in deren Innerem mithilfe der Hitze in chemischen Reaktionen die Treibstoffe entstehen.

Im einfachsten Fall könnte so etwa Wasser in Sauer- und den Energieträger Wasserstoff aufgespaltet werden. «Dabei entsteht allerdings ein gefährliches Knallgasgemisch», so Christian Wieckert, Solarforscher am PSI.

Explosives Gemisch

Da die Gewinnung von Wasser- und Sauerstoff mit einer gewissen Explosionsgefahr verbunden ist, bevorzugen die Schweizer Solarforscher die Methode, mittels konzentrierter Sonnenenergie Zinkoxid in metallisches Zink und Sauerstoff zu zerlegen.

Bringt man das gewonnene Zink dann mit Wasserdampf in Kontakt, entsteht dabei wieder Zinkoxid - und der gewünschte Wasserstoff. Da Sauerstoff und Wasserstoff hierbei in getrennten Reaktionen entstehen, sei diese Methode ungefährlich. Lässt man die zweite Reaktion erst dort stattfinden, wo der Wasserstoff gebraucht wird, muss auch kein Wasserstoffgas gelagert oder transportiert werden, so die Forscher des PSI.

Synthesegas als Alternative

Als weiteres Beispiel für die Treibstoffgewinnung nennt Steinfeld die Produktion von Synthesegas. Dabei handelt es sich um ein Gemisch aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid, das mittels chemischer Verfahren verflüssigt werden und dann wie gewöhnliches Benzin getankt werden kann.

Zur Gewinnung des Synthesegases für die Treibstoffproduktion können künftig Anlagen ähnlich solarthermischen Turmkraftwerken eingesetzt werden. In diesen wird derzeit durch Konzentration von Solarstrahlung auf einen Turm eine Flüssigkeit erhitzt, die wiederum Dampf erhitzt, der eine Turbine antreibt und so Strom erzeugt.

Solarthermische Kraftwerke werden heute bereits in Spanien und den USA eingesetzt, und liefern Strom im zweistelligen Megawattbereich. Zur Gewinnung von Synthesegas zur Treibstoffgewinnung müsse auf dem Turm eines solchen Kraftwerkes lediglich die Anlage zur Flüssigkeitsaufheizung durch einen Solarreaktor ausgetauscht werden, so Wieckert.

(tri/pte)