Forscher der University of Queensland haben einen Generator gebaut, der Kohlendioxid (CO2) absorbiert, um Strom zu erzeugen.
Dr. Zhuyuan Wang vom Dow Center for Sustainable Engineering Innovation an der UQ sagt, dass der kleine Nanogenerator, der sich als Proof-of-Concept eignet, kohlenstoffnegativ ist, weil er das Treibhausgas verbraucht.
Die von UQ entwickelte Technologie absorbiert Kohlendioxid und erzeugt Strom. Bildquelle: University of Queensland „Dieser Nanogenerator besteht aus zwei Komponenten: einem Polyamin-Gel, das bereits von der Industrie zur Absorption von CO2 verwendet wird, und einem wenige Atome dicken Skelett aus Bornitrat, das positive und negative Ionen erzeugt“, sagte Dr. Wang. Bildnachweis: University of Queensland
„Dieser Nanogenerator besteht aus zwei Komponenten: einem Polyamin-Gel, das bereits von der Industrie zur Absorption von CO2 verwendet wird, und einem wenige Atome dicken Skelett aus Bornitrat, das positive und negative Ionen erzeugt“, sagte Dr. Wang.
„Wir haben herausgefunden, wie wir die positiven Ionen viel größer machen können als die negativen. Da sich die verschiedenen Größen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegen, erzeugen sie einen Diffusionsstrom, der in Elektrizität umgewandelt werden kann, um Glühbirnen oder andere elektronische Geräte mit Strom zu versorgen.
„In der Natur und im menschlichen Körper ist der Ionentransport die effizienteste Energieumwandlung – effizienter als der Elektronentransport, der im Stromnetz genutzt wird.“
Die beiden Komponenten wurden in ein Hydrogel eingebettet, das zu 90 Prozent aus Wasser besteht, in 4-Zentimeter-Scheiben und kleine Rechtecke geschnitten und dann in einer verschlossenen, mit CO2 gefüllten Box getestet.
„Als wir elektrische Signale sahen, war ich sehr aufgeregt, machte mir aber auch Sorgen, dass ich einen Fehler gemacht hatte“, sagte Dr. Wang.
„Ich habe alles noch einmal überprüft und festgestellt, dass es ordnungsgemäß funktioniert hat. Deshalb begann ich davon zu träumen, die Welt mithilfe dieser Technologie zu verändern.
„Diese Technologie geht über die CO2-Neutralität hinaus – sie verbraucht CO2 bei der Energieerzeugung.
„Derzeit können wir etwa 1 Prozent der gesamten Energie gewinnen, die intrinsisch durch Gas-CO2 transportiert wird, aber wie bei anderen Technologien werden wir jetzt daran arbeiten, die Effizienz zu verbessern und die Kosten zu senken.“
Der Direktor des Dow Centre, Professor Xiwang Zhang, sagte, nach dem Erfolg der Labortests gebe es in der Zukunft zwei mögliche Anwendungen für den Nanogenerator.
„Wir könnten ein etwas größeres tragbares Gerät herstellen, das mithilfe von CO2 aus der Atmosphäre Strom für ein Mobiltelefon oder einen Laptop erzeugt“, sagte Professor Zhang.
„Eine zweite Anwendung in viel größerem Maßstab würde diese Technologie mit einem industriellen CO2-Abscheidungsprozess zur Stromgewinnung integrieren.“
Die Entwicklung des Nanogenerators wird durch GETCO2 fortgesetzt, das ARC Center of Excellence for Green Electrochemical Transformation of Carbon Dioxide, das von der School of Chemical Engineering der UQ mit Professor Zhang als Direktor geleitet wird.
„Wir wollen den Wert eines problematischen Treibhausgases erkennen und die Wahrnehmung von CO2 ändern“, sagte Professor Zhang.
„Bisher wurde CO2 als ein zu lösendes Problem angesehen, aber es kann eine Ressource für die Zukunft sein.“
Die Forschung wurde in Nature Communications veröffentlicht.
Quelle: University of Queensland
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