Forscher der Universität Twente, Niederlande, haben ein neues Gerät für die Abscheidung von Kohlendioxid in der Atmosphäre, um das Wachstum von Algen, ein wichtiger Bio-Rohstoff zu stimulieren. Die Technologie kann auch zur Speicherung von Solar- und Windenergie genutzt werden.
Die Forschung wird von geführt Dr. Wim Brilman, außerordentlicher Professor für nachhaltige Prozesstechnologie an der Universität.
Algenwachstum beschleunigen
Algen sind eine wichtige Ressource in der Lebensmittelproduktion, Chemie und erneuerbaren Energien, die sie zu einer wertvollen Bio-Ware machen.
Das Gerät, das für die Mikroalgenproduktion ausgelegt ist, kann täglich 500 Gramm CO₂ oder das Äquivalent der CO₂-Extraktionsfähigkeit von vier ausgewachsenen Bäumen erfassen.
Die Zugabe von CO₂ beschleunigt das Algenwachstum.
Das CO₂-Abscheidegerät verwendet Partikel, die als "Sorbentien" bezeichnet werden. Diese Sorbentien gelangen durch einen Luftstrom in das Gerät und binden, sobald sie mit atmosphärischen Gasen in Kontakt kommen, an Kohlendioxidmoleküle in der Luft. Dann wandern die Sorptionsmittel bis zum oberen Ende der Absorbersäule, die etwa sechs Meter hoch ist, bevor sie durch einen beheizten Desorber zurückfließen und ihre CO₂-Beladung freigeben. Die Absorptionsmittel fahren dann mit einem weiteren CO & sub2; -Kreislauf fort Sammlung und Freigabe.
Die mit CO₂ angereicherte Luft, die an ein Algenreservoir abgegeben wird, wirkt auf die Algen ein und beflügelt deren Wachstum.
"CO₂ ist ein wesentliches Element in der Photosynthesereaktion", sagte Brilman.
Die Forscher konzentrierten sich auf CO₂, weil sie von einer früheren Studie zum Algenwachstum wussten “dass die Algenwachstumsrate in einem Blasensäulen - Photobioreaktor stark von der Verfügbarkeit abhängt CO₂", Sagte er.
Die vorausgegangene Studie, erklärte er, beinhaltete die Verwendung einer "Blasensäule", die "mit Luft mit variierender CO₂-Konzentration besprüht" worden war, und führte dazu, dass die Forscher eine optimale Wachstumsrate fanden.
Darüber hinaus sagte Brilman, dass die Verwendung von CO₂ "zur Steigerung des Pflanzenwachstums allgemein bekannt und auch im Gartenbau (Gewächshäuser) üblich ist."
Das Gerät hat laut Universität viele Vorteile. Erstens kann seine Verwendung Gewächshäusern zugute kommen. Zweitens ist es erschwinglich. Es verbraucht ungefähr 75 Euro an Energie, um 1,000 Kilogramm CO₂ zu gewinnen. Dies ist ein wettbewerbsfähiger Preis. Drittens kann es überall auf der Welt eingesetzt werden, da es flexibel ist und unabhängig arbeiten kann.
Speicherung von erneuerbaren Energien
Die Technologie kann auch verwendet werden, um Energie aus Solar- oder Windparks zu speichern.
Kohlendioxid kann in Kombination mit Wasserstoff Methan oder Erdgas für den Hausgebrauch erzeugen. Wenn man also den von Sonnenkollektoren oder Windkraftanlagen erzeugten Strom zum Antreiben dieses Geräts verwendet, können sie Methan effektiv „synthetisieren“, das gespeichert oder zum Heizen oder Kochen verwendet werden kann. Grundsätzlich ermöglicht diese Technologie die indirekte Umwandlung von Energie in gasförmige Form, ohne dass CO₂ in die Luft freigesetzt wird.
Die Technologie wird in einer Wohnanlage getestet.
Struktur & Organisation
Die Arbeit des Teams ist Teil des europäischen Projekts WUNDERZiel ist die Entwicklung einer Multiprodukt-Bioraffinerie für Algen. Während das Projekt im Oktober 2017 erfolgreich abgeschlossen wurde, wird die Universität ihre Forschung in den Bereichen CO₂-Abscheidung und Steigerung des Algenwachstums fortsetzen.
"Der Nachweis von Prinzipläufen weist ein großes Potenzial auf, aber Verbesserungen bei Verfahren und Sorptionsmitteln sind durchaus möglich und werden derzeit untersucht", sagte Brilman.
Neben der Produktion von CO₂-angereicherter Luft arbeiten die Forscher derzeit auch an der Produktion von reinem CO₂.
Die Produktion von reinem CO₂ sei nicht nur für die Algenkultivierung relevant (z. B. für den Einsatz in geschlossenen röhrenförmigen Photobioreaktoren), sondern könne auch in Systemen zur Abscheidung und Nutzung von Kohlenstoff, z Form von Methan oder Methanol. "
Brilman erwartet, dass sich das Gerät auf dem Gebiet der grünen Technologie auswirken wird.
"CO₂ aus der Luft wird immer mehr als eine wichtige zukünftige erneuerbare Quelle für Kohlenstoff angesehen, die für die Herstellung von Materialien, Chemikalien und Kraftstoffen benötigt wird “, sagte Brilman. „Es wird viel über die Verwendung von CO₂ geforscht, ohne festzulegen, wie dieses CO₂ gewonnen werden soll. Die direkte Luftabscheidung ist eine Technologie, die alle Anwendungen ermöglicht, die auf dem Einsatz von CO₂ basieren. Die CO₂-Abscheidetechnologie ermöglicht die Ernte von CO₂ an jedem Ort. Die Aufnahmetechnologie selbst könnte auch dazu verwendet werden, CO₂ aus Gasströmen zu entfernen, z. B. um Biogas aufzubereiten oder das Raumklima zu steuern. “
Grundsätzlich kann das an der Universität Twente entwickelte Gerät von jedem genutzt werden, der Kohlendioxid aus der Atmosphäre gewinnen möchte.
Beispiele für mögliche Anwendungen könnten sein: „Speicherung von erneuerbarem Strom in Solar- und Windparks, Verwendung in Aquarien, Karbonisierungssystemen oder natürlich die Förderung des Anbaus von Algen, Tomaten usw.“, so Brilman.
