Wasserstoff ist das am häufigsten vorkommende Element im Universum. Aber hier auf der Erde ist es eher selten. Das ist bedauerlich, denn in unserer sich erwärmenden Welt ist es aufgrund seines Status als emissionsfreier Kraftstoff eine begehrte Chemikalie. Wenn deutsche Forscher erfolgreich sind, wird ihr Synlight-Projekt dazu beitragen, dass erneuerbarer Wasserstoffbrennstoff Realität wird.
Das Synlight, das als „künstliche Sonne“ bezeichnet wird, verwendet konzentriertes Licht, um die thermochemische Wasserspaltung (TWS) zu betreiben. Jedes Schulkind weiß, dass Sie durch Elektrolyse Wasserstoff produzieren können - indem Sie elektrischen Strom durch Wasser leiten. Das kostet aber enorm viel Strom. TWS ist vielleicht ein besserer Weg, um Wasserstoff aus dem Wasser zu holen, aber es verbraucht auch eine enorme Menge an Energie, und darum geht es in der deutschen Forschung.
Bei der Verbrennung mit reinem Sauerstoff - beispielsweise in einer Brennstoffzelle - ist Wasser das einzige Abfallprodukt von Wasserstoff. Es entstehen keine Treibhausgase oder Partikel. Aber wenn wir damit unsere Autos, Busse, Lastwagen und sogar Flugzeuge antreiben wollen, brauchen wir enorme Mengen davon. Und wir müssen es kostengünstig produzieren.
"Erneuerbare Energien werden in Zukunft die Hauptstütze der globalen Stromversorgung sein." - Vorstandsmitglied des DLR Karsten Lemmer
Die Idee ist, die durch Concentrated Solar Power (CSP) erzeugte Wärme zu nutzen, um Wasserstoff aus Wasser zu extrahieren und so den Strombedarf zu eliminieren. CSP-Systeme verwenden Spiegel oder Linsen, um einen großen Bereich des Sonnenlichts auf einen kleinen Bereich zu konzentrieren. Die Wärme aus dieser Aktion kann zur Stromversorgung von TWS verwendet werden. Das Synlight-Projekt in Deutschland demonstriert die Lebensfähigkeit von TWS, indem es die Wirkung von konzentriertem Sonnenlicht nachahmt. Auf diese Weise bauen die dortigen Forscher die sogenannte größte künstliche Sonne der Welt.
Deutsche Forscher des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Julich bei Köln bauten die Synlight, ein System von 149 Hochleistungslampen, wie sie in Filmprojektionen verwendet werden. Wenn alle diese Lampen eingeschaltet sind, erzeugt Synlight Licht, das etwa 10.000-mal intensiver ist als natürliches Sonnenlicht auf der Erde. Wenn alle Lampen auf einen einzelnen Punkt gerichtet sind, erzeugt Synlight Temperaturen bis zu 3000 Grad Celsius. Die Herausforderung besteht nun darin, Materialien und Prozesse zu entwickeln, die bei solch extremen Temperaturen arbeiten können.
Das Synlight-System selbst verbraucht für den Betrieb eine enorme Menge an elektrischer Energie. Dies ist jedoch häufig bei Versuchsanlagen der Fall. Das Synlight-Projekt wird die Wirkung intensiver, kontinuierlicher Sonnenenergie nachahmen, die in Deutschland nicht ohne weiteres verfügbar ist. Durch den Bau einer mit Elektrizität betriebenen Testanlage können Forscher zuverlässig Experimente durchführen, ohne dass dies durch bewölktes Wetter verzögert oder beeinträchtigt wird.
„Mit Solarenergie erworbene Brennstoffe, Treibmittel und Brennstoffe bieten ein immenses Potenzial für die Langzeitspeicherung und die Produktion chemischer Rohstoffe sowie für die Reduzierung der Kohlendioxidemissionen. Synlight wird unsere Forschung auf diesem Gebiet verbessern. “ - Karsten Lemmer, Vorstandsmitglied des DLR
Johannes Remmel, der nordrhein-westfälische Minister für Klimaschutz, sagte: „Wir müssen die vorhandene Technologie auf praktische Weise erweitern, um die Ziele für erneuerbare Energien zu erreichen, aber die Energiewende wird ins Stocken geraten, ohne in innovative Forschung zu investieren. modernste Technologien und in globalen Leuchtturmprojekten wie Synlight. “
Dies ist nicht der erste Ausflug des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt in die konzentrierte Solarenergie. Sie sind an einer Reihe von Projekten beteiligt, um die konzentrierte Solarenergie und die thermische Wasserspaltung voranzutreiben. Das DLR ist Partner des Hydrosol II-Pilotprojekts in Spanien. Es handelt sich um einen Reaktor für die solarthermische chemische Wasserstoffproduktion, der seit 2008 in Betrieb ist. Sie sind auch an der ersten kommerziell betriebenen Solarturmanlage beteiligt, einem 11-Megawatt-System in Spanien, dem PS10-Solarturm.
