{"id":32609,"date":"2023-11-16T09:57:24","date_gmt":"2023-11-16T08:57:24","guid":{"rendered":"https:\/\/www.electrosuisse.ch\/?p=32609"},"modified":"2023-11-20T11:05:13","modified_gmt":"2023-11-20T10:05:13","slug":"3d-gedruckter-reaktorkern-macht-solare-treibstoffproduktion-effizienter","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.electrosuisse.ch\/de\/3d-gedruckter-reaktorkern-macht-solare-treibstoffproduktion-effizienter\/","title":{"rendered":"3D-gedruckter Reaktorkern macht solare Treibstoffproduktion effizienter"},"content":{"rendered":"

[vc_row][vc_column][vc_column_text]Mit einer neuen 3D-\u200bDrucktechnik k\u00f6nnen Forschende der ETH Z\u00fcrich komplexe Keramikstrukturen f\u00fcr den Solarreaktor herstellen. Erste Tests zeigen: Damit l\u00e4sst sich die Ausbeute des Solartreibstoffs deutlich steigern.<\/p>\n

Kernst\u00fcck des Herstellungsprozesses ist ein Solarreaktor, auf den mit einem Parabolspiegel konzentrierte Sonnenstrahlung gerichtet wird, und der dadurch auf bis zu 1500\u00b0C aufgeheizt wird. In diesem Reaktor, der eine por\u00f6se Struktur aus Ceroxid enth\u00e4lt, l\u00e4uft eine zyklische thermochemische Reaktion ab zur Spaltung von Wasser und CO2, das zuvor aus der Luft abgeschieden wurde. Es entsteht dabei Syngas, ein Gemisch aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid, das zu fl\u00fcssigen Kohlenwasserstoff-\u200bTreibstoffen wie zum Beispiel dem von Flugzeugen verwendeten Kerosin (Flugbenzin) weiterverarbeitet werden kann.<\/p>\n

Bisher nutzten die Forschenden dazu eine Struktur mit gleichm\u00e4ssiger Porosit\u00e4t. Das hat jedoch einen Nachteil: Die einfallende Sonnenstrahlung schw\u00e4cht sich auf dem Weg ins Innere des Reaktors exponentiell ab. Dadurch werden im Innern nicht so hohe Temperaturen erreicht, was die Leistung des Solarreaktors begrenzt.<\/p>\n

Nun haben Forschende eine neuartige 3D-\u200bDruckmethode entwickelt. Sie k\u00f6nnen damit Keramikstrukturen mit komplexen Poren-\u200bGeometrien zu erzeugen, welche einen effizienteren Transport der Sonnenstrahlung ins Reaktorinnere erm\u00f6glichen. Das Forschungsprojekt wird vom Bundesamt f\u00fcr Energie gef\u00f6rdert.<\/p>\n

Als besonders effizient entpuppt haben sich hierarchische Strukturen mit Kan\u00e4len und Poren, deren sonnenexponierte Oberfl\u00e4chen offener sind und die zum hinteren Ende des Reaktors dichter werden. Diese Anordnung erm\u00f6glicht es, konzentrierte Sonnenstrahlung \u00fcber das gesamte Volumen zu absorbieren. Dadurch erreicht auch die gesamte por\u00f6se Struktur die Reaktionstemperatur von 1500\u00b0 und tr\u00e4gt zur Treibstofferzeugung bei. Die Forschenden stellten die Strukturen mittels einer extrusionsbasierten 3D-\u200bDrucktechnik. Als druckbare Tinte verwendeten sie eine neue f\u00fcr diesen Zweck entwickelte Paste. Diese ist wenig viskos und enth\u00e4lt eine hohe Konzentration von Ceroxidpartikeln, um die Menge an reaktionsf\u00e4higem Material zu maximieren.<\/p>\n

Erste Tests erfolgreich<\/strong><\/p>\n

Die Forschenden untersuchten schliesslich das Zusammenspiel zwischen der \u00dcbertragung der Strahlungsw\u00e4rme und der thermochemischen Reaktion. So konnten sie zeigen, dass sich mit ihren neuen hierarchischen Keramikstrukturen im Vergleich zu den bisherigen uniformen Strukturen bei gleicher konzentrierter Sonnenstrahlung, die der Intensit\u00e4t von 1000 Sonnen entspricht, doppelt so viel Treibstoff herstellen l\u00e4sst. Die Technologie zum 3D-\u200bDruck der Keramikstrukturen ist bereits patentiert.[\/vc_column_text][\/vc_column][\/vc_row]<\/p>\n<\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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