Der nächste Schritt zu klimafreundlichen Treibstoffen
Der Solarturm vom Forschungszentrum IMDEA Energy in Móstoles Madrid
Das Spiegelfeld konzentriert Sonnenlicht auf die Spitze des Solarturms, wo die erzeugte Solarwärme für die Herstellung von synthetischen Treibstoffen genutzt wird. Foto Synhelion. Bild ZVG EMPA
Synhelion und die Empa führen ein gemeinsames Forschungsprojekt für die Weiterentwicklung eines Hochtemperatur-Energiespeichers durch, der ein zentraler Bestandteil bei der Herstellung von klimafreundlichen solaren Treibstoffen ist. Das Projekt wird zum weltweit ersten Mal das günstige und skalierbare Speichern von Hochtemperatur-Solarwärme von über 1'000°C ermöglichen. Die Speichertechnologie soll in Synhelions erster industrieller Anlage, die 2022 gebaut wird, Anwendung finden. Das Projekt wird von der Schweizerischen Agentur für Innovationsförderung Innosuisse mitfinanziert.
Synhelion stellt nachhaltige Treibstoffe wie Benzin, Diesel und Kerosin her, die mit herkömmlichen Verbrennungsmotoren und Flugzeugtriebwerken kompatibel sind. Für die Herstellung dieser synthetischen Treibstoffe hat das Spin-off der ETH Zürich ein solar-thermochemisches Verfahren entwickelt, das auf Prozesswärme aus konzentriertem Sonnenlicht basiert. Damit die chemischen Reaktoren für die Herstellung von synthetischen Treibstoffen rund um die Uhr betrieben werden können, wird ein kosteneffizienter Hochtemperatur-Wärmespeicher (TES für thermische Energiespeicher) benötigt. Dieser speichert einen Teil der Solarenergie für die Nacht oder für bewölkte Perioden und ermöglicht somit einen kontinuierlichen Betrieb der Reaktoren. Auf diese Weise lässt sich die Auslastung der Anlage zur Herstellung solarer Treibstoffe deutlich erhöhen, und Investitionsausgaben können drastisch gesenkt werden.
Auf dem Markt sind derzeit noch keine TES erhältlich, die mit den hohen Temperaturen, den Zykluszeiten und dem Wärmeträgerfluid der Synhelion-Technologie kompatibel sind. Aus diesem Grund entwickelt Synhelion die Feststoff-Wärmespeicher-Technologie selbst weiter. Damit wird erstmals das Speichern von solarer Hochtemperatur-Wärme von über 1'000°C auf günstige und skalierbare Weise ermöglicht. Im Rahmen des von der Innosuisse geförderten Forschungsprojektes mit der Empa sollen Speicher- und Isolationsfähigkeit hinsichtlich Materialkosten, spezifisch hoher Speicherkapazität und Lebensdauer optimiert werden. Zudem wird für die weltweit erste solare Treibstoffanlage in industriellem Massstab, die 2022 von Synhelion gebaut wird, ein Design erarbeitet.
Lukas Geissbühler, Leiter der Abteilung Thermische Systeme bei Synhelion, freut sich über die Förderung: «Thermische Energiespeicher sind im Vergleich zu Batteriespeichern viel günstiger und umweltfreundlicher. Die Weiterentwicklung unserer TES-Lösung ist entscheidend, um kostengünstig und kontinuierlich synthetische Treibstoffe zu produzieren. Mit unseren solaren Treibstoffen können wir einen wichtigen Beitrag zur Bekämpfung der Klimakrise leisten.»
Thomas Graule, Leiter der Forschungsabteilung «Hochleistungskeramik» an der Empa, ergänzt: «Mit diesem Forschungsprojekt knüpfen wir an zahlreiche Schweizer Cleantech-Innovationen der letzten Jahre an und schaffen mit unserem Know-how zur Entwicklung und zum Einsatz technischer Keramiken unter extremen Temperatur- und Korrosionsbedingungen einen Mehrwert für die Schweizer Industrie.» Die preislich und technologisch hochwertigen TES-Materialien werden dabei von der Forschungsgruppe um Empa-Forscher Gurdial Blugan in Partnerschaft mit Synhelion entwickelt und charakterisiert.
Quelle: Eidg. Materialprüfungs- und Forschungsanstalt EMPA
7.7.2021