Fraunhofer-Institut für Großstrukturen in der Produktionstechnik IGPNeuartige Beschichtungstechnologie für die katalytische Zersetzung von Methanemissionen zur Eindämmung der globalen Erwärmung und des Klimawandels
Wissenschaftlichen Studien und von der Internationalen Energieagentur (IEA) gesammelten Informationen zufolge werden etwa 120 Millionen Tonnen (Mt) Methanemissionen durch die Nutzung fossiler Brennstoffe und etwa 10 Millionen Tonnen (Mt) durch den Bioenergiesektor erzeugt. Landwirtschaft, Biokohleproduktion und Viehzucht sind für rund 52 % der weltweiten Methanemissionen verantwortlich. Mit einer Lebensdauer von etwa 12 Jahren ist Methan ein bedeutender Verursacher von Treibhausgasen. Es hat erhebliche Auswirkungen auf die Gesundheit von Lebewesen, die Vegetation und die Ernteerträge und führt darüber hinaus zu einem Anstieg der globalen Temperaturen und zum Klimawandel. Die Methanemissionen waren im Jahr 2023 die höchsten, die jemals gemessen wurden, und bis 2030 wird ein Anstieg um 13 % erwartet. Daher ist eine Reduzierung der Emissionen um 35-40 % erforderlich.
Der geringere Einsatz fossiler Brennstoffe hat sich positiv auf die gesamten Kohlenstoffemissionen (Kohlendioxid und Methan) ausgewirkt. Die Methanemissionen aus dem Biogassektor können jedoch nicht eliminiert werden. Sowohl im Automobil- als auch im Landwirtschaftssektor werden verschiedene katalytische Systeme eingesetzt, um Methan zu zersetzen, bevor es in die Atmosphäre abgegeben wird, z. B. selektive katalytische Reduktionssysteme und Oxidationskatalysatoren. Diese Systeme bringen jedoch zusätzliche Herausforderungen mit sich, wie z. B. die Verwendung teurer Katalysatormaterialien, die Notwendigkeit spezieller atmosphärischer Bedingungen und höherer Temperaturen sowie eine geringere Leistung und Effizienz der Fahrzeuge im Automobilsektor, die es zu bewältigen gilt. Die Methanemissionen müssen kontinuierlich überwacht und bewertet werden, was komplexe und spezielle Technologien erfordert, um genaue Ergebnisse zu gewährleisten.
Neuartige Beschichtungen, die mit Hilfe der Technologie des thermischen Spritzens entwickelt wurden, sollen als katalytische Oberfläche für die Zersetzung von Methan dienen, ohne dass extrem hohe Temperaturen, spezielle Materialien oder besondere atmosphärische Bedingungen erforderlich sind. Die heterogenen thermisch gespritzten katalytischen Beschichtungen sollen kosteneffiziente Lösungen für Industriezweige bieten, die mit Methanemissionsproblemen zu kämpfen haben, wie z. B. der Biogasproduktionssektor und der Automobilsektor. Darüber hinaus wird ein spezielles Gerät zur Erkennung und Überwachung von Gasemissionen eingesetzt, um eine genaue Datenanalyse und einen Vergleich zu gewährleisten. Schließlich kann davon ausgegangen werden, dass das Projekt zu Standardisierungsprozessen beiträgt, z. B. im Bereich der Biogas- und/oder Biokohleproduktion.
