Ergebnis: Feststoff
Lynden A. Archer und Wajdi I. Al Sadat von der amerikanischen Cornell Universität in Ithaca im US-Bundesstaat New York haben in der Fachzeitschrift Science einen Artikel über ein Verfahren veröffentlicht, bei der Energiegewinnung aus fossilen Rohstoffen anfallendes Kohlendioxid abzuscheiden, zu speichern und bei diesem Prozess Energie zu gewinnen. Dabei wird das gasförmige Kohlendioxid in einen Feststoff umgewandelt.
In ihrem Science-Artikel vom 20.07.2016 schrieben sie: „Wirtschaftliche und effiziente Kohlenstoffabscheidungs- und Nutzungs-Technologien sind Voraussetzungen für eine erfolgreiche Umsetzung der globalen Aktionspläne zur Verringerung von Kohlenstoff-Emissionen und Abmilderung des Klimawandels. Diese Technologien sind auch wichtig für die längerfristige Nutzung fossiler Brennstoffe bei gleichzeitiger Reduzierung des damit verbundenen Kohlenstoff-Fußabdrucks. Wir zeigen eine O2-unterstützte Al-CO2-elektrochemische Zelle als neuen Ansatz, CO2-Emissionen abzuscheiden und zur gleichen Zeit erhebliche Mengen an elektrischer Energie zu erzeugen. Wir berichten über die grundlegenden Prinzipien, die Operationen dieser Zellen zu transformieren – unter Verwendung von mehreren intrusiven elektrochemischen und physikalischen Analyseverfahren, einschließlich Chronopotentiometrie, Cyclovoltammetrie, direkter Analyse in Echtzeit-Massenspektrometrie, energiedispersiver Röntgenspektroskopie, Röntgen-Photoelektronenspektroskopie und gekoppelter thermogravimetrischer Analyse-Fourier-Infrarot-Spektroskopie. Auf dieser Basis zeigen wir, dass eine elektrochemische Zelle, die metallisches Aluminium als Anode und eine Kohlendioxid-Sauerstoff-Gasgemisch als aktives Material in der Kathode verwendet, sowohl einen Weg zur elektrochemischen Erzeugung einer wertvollen C2-Verbindung als auch von elektrischer Energie bereitstellt. Vor allem zeigen wir, dass die Zelle zuerst an der Kathode O2 reduziert um Superoxid-Zwischenprodukte zu bilden. Die chemische Reaktion von Superoxid mit CO2 sequestriert das CO2 in Form von Aluminium-Oxalat, Al2(C2O4)3, als dominierendes Produkt. Auf der Grundlage einer Analyse des gesamten CO2-Bilanz schließen wir, dass das vorgeschlagene Verfahren eine wichtige Strategie für die Netto-Reduktion von CO2-Emissionen bietet.“
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