Eisenpulver kann Gas ersetzen

Forscher der TU Eindhoven: Sauberer, alternativer Brennstoff

Die Regierung hat der niederländischen Industrie im Januar dieses Jahres mitgeteilt, dass sie bis 2022 den Verbrauch von Erdgas einstellen müsse. Studenten der Technischen Universität Eindhoven arbeiten einer Medienmitteilung vom 13.09.2018 zufolge daher an einer nachhaltigen Lösung zum Ersatz fossiler Brennstoffe: der Verbrennung von Eisen. Dieser Kraftstoff verursacht keine CO2-Emissionen, und das Restprodukt – Rost – kann vollständig recycelt werden. Die Eisenpulverflammen erzeugen hohe Temperaturen, was für viele Branchen wichtig ist. Die Studentengruppe Team SOLID hat eine Proof-of-Concept-Anlage gebaut, die sowohl Wärme als auch Strom erzeugt.

Die Technologie könnte ein wichtiges Element im künftigen Energiesystem werden. Nicht verbrauchte Erneuerbare Energie, die beispielsweise an sonnigen Tagen von Solarmodulen erzeugt wird, kann durch die Umwandlung von Rost (Eisenoxid) in Eisen kompakt in Eisen gespeichert werden. Das Eisen kann später als Brennstoff dienen, wenn Energie benötigt wird. Das bei der Verbrennung entstehende Eisenoxid wird gesammelt und wiederverwendet. Die Verwendung von Eisen in diesem System ist ein Kreislauf, erzeugt keine Abfälle und vor allem kein Kohlendioxid.

[note Versuchsaufbau von Team SOLID zum Verbrennen von Eisenpulver Foto © Bart van Overbeeke]

Das System des Teams SOLID bietet eine Lösung für die erste Hälfte dieses Kreislaufprozesses. Sie verbrennt Eisenpulver und erzeugt so Warmwasser, Wärme und Strom. Die andere Hälfte des Zyklus existiert bereits: Die Produktion von Eisen und das Recycling von Rost sind bereits Teil der bestehenden Industrien. Dieser Teil des Zyklus läuft derzeit mit fossilen Brennstoffen, aber es werden nachhaltige Alternativen entwickelt. In Schweden wird beispielsweise eine Pilotanlage zur Eisenerzeugung mit nachhaltig erzeugtem Wasserstoff gebaut. Eisen ist reichlich vorhanden: Es ist das häufigste Element auf der Erde. Die Mehrkosten sind begrenzt: Bei industrieller Anwendung werden die Kraftstoffkosten bis zu doppelt so hoch sein. Die steigenden Kosten der CO2-Emissionen können sie jedoch letztendlich sogar billiger machen.

Das System der Eindhovener Studenten hat eine mit der eines herkömmlichen Heizkessels vergleichbare Leistung von 20 Kilowatt. Einer der wichtigsten Vorteile des Systems: Es kann schnell auf einen sich ändernden Energiebedarf reagieren. Darüber hinaus ist es relativ einfach zu skalieren. Mit der Wärme treibt das System einen Stirlingmotor zur Stromproduktion an. Zusätzlich erzeugt das System Heißwasser und Dampf.

Der nächste Schritt für das Team ist die Entwicklung eines mobilen, industriellen Demonstrators mit einer Leistung von 100 Kilowatt. Das Team sucht Industriepartner, die zur Entwicklung dieser sauberen Alternative zu fossilen Brennstoffen wie Erdgas und Kohle beitragen wollen.

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