Forschende der Ruhr-Universität Bochum haben zwei Plasmaprozesse entwickelt, mit denen sich Wasserstoff und Stahl ohne Emission von Kohlendioxid herstellen lassen könnten. Beide chemischen Reaktionen erfordern hohe Temperaturen, die mit Plasmen mühelos erreicht werden können. Gleichzeitig bedarf es besonderer Tricks, damit der Plasmareaktor nicht bei der Hitze schmilzt. Wie die Umsetzung funktionieren könnte, berichtet das Team um Prof. Dr. Achim von Keudell in Rubin, dem Wissenschaftsmagazin der Ruhr-Universität Bochum.
Der sogenannte graue Wasserstoff wird aus Methan-haltigem Erdgas mittels Dampfreformierung gewonnen, dabei fallen riesige Mengen Kohlendioxid (CO2) an. Eine umweltfreundlichere Variante ist, Wasserstoff durch die Spaltung von Wasser mit elektrischer Energie aus erneuerbaren Quellen zu erzeugen. „Dieses Verfahren zur Produktion von grünem Wasserstoff ist aber ineffizient“, sagt Achim von Keudell, Leiter des Bochumer Lehrstuhls für Experimentalphysik.
Seine Gruppe forscht daher an einem Zwischending: türkisem Wasserstoff. Dieser wird wie der graue Wasserstoff ebenfalls aus Methan gewonnen, aber mit einem anderen chemischen Verfahren, der Methan-Pyrolyse. Dabei wird Methan so stark erhitzt, dass es in Wasserstoff und Kohlenstoff gespalten wird. Letzterer entweicht aber nicht als CO2. Stattdessen hat der Bochumer Physiker Dr. Simon Kreuznacht den Plasmaprozess so optimiert, dass hochwertiger Kohlenstoff-Staub entsteht. Aus diesem lassen sich beispielsweise Autoreifen oder Drucker-Toner herstellen, sodass das Verfahren wirtschaftlich interessant wird.
In einem anderen Projekt zeigt Doktorand Jonas Thiel vom Lehrstuhl für Experimentalphysik derzeit, dass sich mithilfe von Plasmen auch hochwertiger Stahl ohne CO2-Emissionen produzieren lässt. Statt Koks kommt dabei Wasserstoff als Reaktionspartner zum Einsatz.
Ausführlicher Artikel im Wissenschaftsmagazin Rubin
Wie es den Bochumer Wissenschaftlern gelingt, den Plasmareaktor trotz extremen Temperaturen vorm Schmelzen zu schützen, aber welchen Herausforderungen sie sich noch gegenübersehen, berichten sie in einem ausführlichen Beitrag im Wissenschaftsmagazin Rubin mit dem Schwerpunkt „Licht und Leuchten“ (https://news.rub.de/wissenschaft/physik-im-auge-des-plasma-sturms-0).