02.10.2020 P2X

Erstmals Katalyse bei eFuel-Herstellung auf atomarer Ebene beobachtet

Die Fischer-Tropsch-Synthese ist für die Herstellung von Kraftstoffen aus Luft und Strom unverzichtbar. Wie sie genau funktioniert, war bislang allerdings nicht gänzlich geklärt. Bis jetzt: Erstmalig ist es P2X-Forschenden vom Karlsruher Institut für Technologie gelungen, einen Katalysator bei der Fischer-Tropsch-Synthese unter industriellen Bedingungen auf atomarer Ebene zu beobachten und dabei gleichzeitig synthetisches Benzin herzustellen.

alt
Experimenteller Aufbau an der CAT-ACT Messlinie am Karlsruhe Research Accelerator (KARA) des Karlsruher Instituts für Technologie. Foto: P2X/KIT

Mithilfe von Röntgenstrahlung haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus dem Projekt P2X erstmalig einen Katalysator während der Fischer-Tropsch-Reaktion unter industriellen Bedingungen beobachtet: Forschern des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) ist es gelungen, einen Kobalt-Nickel-Katalysator unter hohen Temperaturen und hohem Druck über einen längeren Zeitraum auf atomarer Ebene zu untersuchen. Möglich ist das durch eine neuartige Hochdruck-Infrastruktur, entwickelt im Kopernikus-Projekt P2X.

Die Fischer-Tropsch-Synthese spielt vor allem bei der Herstellung synthetischer Kraftstoffe in P2X eine zentrale Rolle: Dabei wird Synthesegas, ein Gemisch aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff, mithilfe eines Katalysators in langkettige Kohlenwasserstoffe umgewandelt. Aus diesen Kohlenwasserstoffen können in weiteren Produktionsschritten dann klimafreundliche Kraftstoffe hergestellt werden. So lässt sich erneuerbarer Strom mit Kohlendioxid (CO2) in mehreren Schritten in synthetisches Kerosin, Diesel oder Benzin umwandeln. Das Verfahren hat zwei Vorteile: Erstens bietet es eine Möglichkeit erneuerbare Energie dauerhaft zu speichern. Zweitens können synthetische Kraftstoffe dabei helfen, die Bereiche des Verkehrs klimafreundlich zu gestalten, die auch langfristig nicht elektrifiziert werden können.

Originalpublikation

Loewert, M., Serrer, M.-A., Carambia, T., Stehle, M., Zimina, A., Kalz, K. F., Lichtenberg, H., Saraçi, E., Pfeifer, P., & Grunwaldt, J.-D. (2020). Bridging the gap between industry and synchrotron: an operando study at 30 bar over 300 h during Fischer-Tropsch synthesis. Reaction Chemistry & Engineering, 5(6), 1071–1082. 

Mehr News aus dem Projekt