Mikrowellen als Schlüsseltechnologie: CO2 effizient in Treibstoff umwandeln

Forscher der Universität Tokio haben eine Methode entwickelt, die Mikrowellen gezielt zur Umwandlung von CO2 in nutzbare Treibstoffe nutzt. Im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren, die viel Energie durch ungleichmäßige Wärmeverteilung verschwenden, bündelt die neue Technik die Energie an einer Stelle. Dadurch lassen sich Reaktionen bei niedrigeren Gesamttemperaturen kontrollieren. Die Energieeffizienz steigt um das 4,5-Fache. Das Verfahren soll industrielle Prozesse klimafreundlicher gestalten, ohne die Produktionskapazität zu verringern.

Präzise Wärmezufuhr durch Mikrowellen

Bei klassischen Heizmethoden wie Gasbrennern oder heißem Wasser wird Wärme breit verteilt. Reaktionen finden jedoch oft nur an wenigen Stellen statt. Die Forscher der Universität Tokio nutzen Mikrowellen, um gezielt bestimmte Materialbestandteile zu aktivieren. In einem porösen Zeolith-Träger wirken Indium-Ionen als Antennen, die durch Mikrowellen in Schwingung geraten. Dadurch entstehen lokal hohe Temperaturen, die das durchströmende CO2 in Kohlenwasserstoffe umwandeln. Ähnliche Ansätze gibt es auch an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, wo Mikrowellen zur volumetrischen Erwärmung eingesetzt werden. Im Unterschied zur langsamen Wärmeleitung entfällt die weite Wärmeverteilung, was Zeit und Energie spart.

Von der Labormethode zur Industrieanwendung

Trotz beeindruckender Laborergebnisse bleibt die Hochskalierung eine Hürde. Die Herstellung der benötigten Katalysatoren ist komplex und teuer, zudem müssen Materialien für den Dauerbetrieb in Großanlagen getestet werden. Parallel arbeiten Teams am Karlsruher Institut für Technologie an Plasmaverfahren, die CO2 mithilfe ultrakurzer Mikrowellenpulse bei Normaldruck spalten. In Hamburg läuft das Projekt MEDEA. Dort wird Methan in Wasserstoff und festen Kohlenstoff zerlegt – ebenfalls unter CO2-freien Bedingungen. Diese Ansätze zeigen, dass Mikrowellentechnik nicht nur CO2-Umwandlung ermöglicht, sondern auch die Herstellung von grünem Wasserstoff oder Methanol aus Abfallstoffen erleichtern könnte.