de.wedoany.com-Bericht: Ein Forschungsteam der Universität Cambridge hat einen Solarreaktor entwickelt, der unter Freiluftbedingungen Plastikabfälle in sauberen Wasserstoffbrennstoff umwandelt, und dessen Skalierungsweg aufgezeigt. Die Technologie hat den Schritt vom Labor zur praktischen Anwendung geschafft: Ein Reaktor im Quadratmetermaßstab wurde erfolgreich unter natürlichem Sonnenlicht vor dem Chemiegebäude der Universität Cambridge getestet – der erste Nachweis, dass die Technologie unter Freiluftbedingungen mit einer skalierbaren Methode effektiv arbeitet.
Forscher der University of Cambridge hatten bereits im Labormaßstab nachgewiesen, dass ein Solarreaktor Plastikabfälle in sauberen Wasserstoffbrennstoff und Industriechemikalien umwandeln kann. Frühere Demonstrationen verwendeten kleine Reaktoren von etwa 25 Quadratzentimetern, während das neue Gerät etwa einen Quadratmeter groß ist und unter realen Freiluftbedingungen Wirksamkeit zeigte. Im Gegensatz zur Stromerzeugung mit herkömmlichen Solarzellen treibt dieses Gerät chemische Reaktionen an, die Abfälle in nützliche Produkte umwandeln und gleichzeitig Wasser spalten, um Wasserstoff zu erzeugen.
Die Forschungsergebnisse wurden in Nature Chemical Engineering veröffentlicht. Das Team wies darauf hin, dass frühere Versionen von Solarplatten hohe Temperaturen, aggressive Chemikalien oder komplexe Herstellungsverfahren erforderten, die oft kleine Partikel umfassten, die in Lösungen suspendiert und auf Substrate aufgebracht wurden. Ariffin Bin Mohamad Annuar, Co-Erstautor und Mitglied des Yusuf Hamied Department of Chemistry der Universität Cambridge, erklärte, dass sich beim Hochskalieren von kleinen Größen zeige, dass scheinbar einfache Prozesse im großen Maßstab nicht trivial seien – man könne keine riesigen Lösungstanks verwenden, um diese Platten herzustellen.
Die neuen Platten können bei Raumtemperatur ohne Spezialausrüstung montiert werden. Das Verfahren umfasst das Aufsprühen von lichtabsorbierendem Material auf Glasplatten, die anschließend mit einer speziellen molekularen Beschichtung aus Kobalt und Zirkonium überzogen werden. Diese molekularen Vorläufermaterialien wurden von der Gruppe von Professor Dominic Wright, ebenfalls vom Fachbereich Chemie, hergestellt und anschließend vom Reisner-Team mit einem Gerät ähnlich einem Haushaltsfarbsprayer direkt auf die Glasplatten aufgesprüht. Mohamad Annuar zufolge sei der Prozess nach Optimierung sehr einfach: Man sprühe den Katalysator auf die Platte, lege sie in eine Lösung, setze sie dem Sonnenlicht aus und erhalte Wasserstoff und andere wertvolle Chemikalien aus Plastikabfällen.
Die Forscher testeten die Fähigkeit des Reaktors, verschiedene Materialien von Zellulose bis hin zu PET-Flaschen (für kohlensäurehaltige Getränke) zu verarbeiten, und führten erstmals eine Kostenanalyse durch, die die Voraussetzungen für eine Kommerzialisierung der Technologie aufzeigt. Die Sprühmethode senkt die Produktionskosten des Reaktors erheblich und ist entscheidend für die Massenproduktion. Das Team betonte jedoch, dass vor der Kommerzialisierung noch die Haltbarkeit und Effizienz des Reaktors verbessert werden müssten. Die Technologie wurde über Cambridge Enterprise, die Innovationsabteilung der Universität Cambridge, zum Patent angemeldet. Die Forschung wurde teilweise vom britischen Ministerium für Wissenschaft, Innovation und Technologie (UK Department of Science, Innovation and Technology), der Royal Academy of Engineering und dem malaysischen Ölkonzern Petronas unterstützt. Erwin Reisner ist Fellow des St John's College der Universität Cambridge, Ariffin Bin Mohamad Annuar ist Mitglied des Clare College der Universität Cambridge.
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