Methanemissionen aus Mülldeponien könnten in nachhaltigen Flugzeugtreibstoff umgewandelt werden
Neue Forschungsergebnisse könnten dazu beitragen, eine Kreislaufwirtschaft für abfallbedingte Treibhausgasemissionen zu schaffen
Forscher der University of Sydney haben erstmals ein chemisches Plasmaverfahren entwickelt, mit dem aus Methangas aus Mülldeponien nachhaltiger Düsentreibstoff hergestellt werden könnte, was den Aufbau einer kohlenstoffarmen Luftfahrtindustrie ermöglichen würde.
Ein Methanbrunnen auf einer historischen, geschlossenen Mülldeponie.
Luisa Low, University of Sydney
Wie der Plasmaprozess im industriellen Maßstab funktionieren könnte
Professor PJ Cullen, Dr Tianqi Zhang and Dr Emma Lovell
Methan ist ein viel stärkeres Treibhausgas als Kohlendioxid (CO2). Nach Angaben der Internationalen Energieagentur ist die Methankonzentration in der Atmosphäre derzeit etwa zweieinhalb Mal so hoch wie in der vorindustriellen Zeit und nimmt stetig zu, wobei ein erheblicher Anteil auf Abfallausstoß und die Verbrennung fossiler Brennstoffe entfällt.
Die Forschungsergebnisse wurden im Journal of the American Chemical Society veröffentlicht.
Australien ist vor kurzem zusammen mit den Vereinigten Staaten, der Europäischen Union, Japan und der Republik Korea dem internationalen Abkommen zur Reduzierung von Methanemissionen beigetreten.
Der Hauptautor der Studie, Professor PJ Cullen von der School of Chemical and Biomolecular Engineering der Universität Sydney und der Net Zero Initiative, sagte: "Deponien sind weltweit ein großer Verursacher von Treibhausgasemissionen, hauptsächlich eine Mischung ausCO2 und Methan. Wir haben ein Verfahren entwickelt, mit dem diese Gase in Kraftstoffe umgewandelt werden können, und zwar für Sektoren, die sich nur schwer elektrifizieren lassen, wie etwa die Luftfahrt."
"Moderne Mülldeponien fangen ihre Gasemissionen bereits auf, werten sie auf und verbrennen sie zur Stromerzeugung, aber unser Verfahren erzeugt ein viel umweltfreundlicheres und kommerziell wertvolleres Produkt", sagte er.
Die weltweiten Deponieemissionen werden auf 10-20 Millionen Tonnen Treibhausgase pro Jahr geschätzt, ein Wert, der mit den Emissionen des globalen Energiesektors vergleichbar ist.
Der Luftverkehr ist derzeit für etwa drei Prozent der weltweiten Emissionen verantwortlich. Die Schaffung eines Kraftstoffs mit geschlossenem Kreislauf, der auf den vorhandenen Emissionen basiert, würde den Bedarf an herkömmlichen und nachhaltigen Flugzeugtreibstoffen, die weitere Emissionen in die Atmosphäre abgeben, überflüssig machen.
Wie funktioniert der Prozess mit Plasma?
Der Prozess würde durch die Gewinnung von Methan aus einer Deponie funktionieren, die als Methanbrunnen bekannt ist und einen schachtähnlichen Mechanismus zur Gasgewinnung nutzt.
"Das Schöne daran ist, dass dieses einfache Verfahren fast genau die Zusammensetzung einfängt, die wir für unseren Prozess benötigen", so Professor Cullen.
"Nicht-thermisches Plasma ist eine elektrisch betriebene Technologie, die Gas sowohl bei niedriger Temperatur als auch bei atmosphärischem Druck anregen kann. Im Wesentlichen bedeutet dies, dass dieser Ansatz die Umwandlung des Gases in wertschöpfende Produkte erleichtert, indem er eine Plasmaentladung innerhalb der sich bildenden Gasblasen induziert. Das Verfahren erfordert weder Wärme noch Druck, d. h. es wird weniger Energie benötigt, was es sehr kompatibel mit erneuerbaren Energiequellen macht."
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Originalveröffentlichung
Josip Knezevic, Tianqi Zhang, Renwu Zhou, Jungmi Hong, Rusen Zhou, Christopher Barnett, Qiang Song, Yuting Gao, Wanping Xu, Dingxin Liu, Nicholas Proschogo, Biswaranjan Mohanty, Jyah Strachan, Behdad Soltani, Fengwang Li, Thomas Maschmeyer, Emma C. Lovell, Patrick J. Cullen; "Long-Chain Hydrocarbons from Nonthermal Plasma-Driven Biogas Upcycling"; Journal of the American Chemical Society, 2024-4-30
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