Solartreibstoffe aus Wasser, Kohlendioxid und Methan

Statt für die Dampferzeugung kann diese solar erzeugte Hochtemperatur-Wärme auch genutzt werden, um chemische Reaktionen anzutreiben. So will das Start-up Synhelion mit solar erzeugter Wärme CO₂ und Wasser in Synthesegas umwandeln. Dafür sind jedoch Temperaturen von 1000°C und mehr erforderlich. Auch für eine effiziente Stromproduktion sind so hohe Temperaturen interessant. Allerdings wären die Salze, die in Receivern heute als Wärmeträgermedium eingesetzt werden, bei diesen Temperaturen nicht mehr stabil. Deshalb hat Synhelion eine neuartige Receiver-Technologie entwickelt, die sich die Eigenschaften von Wasserdampf und CO₂ als Treibhausgas zu Nutze macht.

Der Aufbau des 200-kW-Hochtemperatur-Solarreceivers besteht lediglich aus einem Hohlraum mit schwarzen, wärmeisolierten Wänden. Wasserdampf und CO₂ durchfliessen den Receiver und dienen als Wärmeträger. Die konzentrierte Solarstrahlung gelangt durch ein Fenster in den Hohlraum, durchdringt die im sichtbaren Bereich der Strahlung transparenten Gase und wird von den schwarzen Wänden absorbiert. Die Wände heizen sich auf und strahlen Infrarotstrahlung zurück in den Hohlraum. Diese langwellige Infrarot-Strahlung absorbiert das CO₂ zu einem grossen Teil und erwärmt sich so auf die gewünschte Austrittstemperatur. Die Ausnutzung des Treibhausgaseffekts ermöglicht also eine Minimierung der Wärmeverluste durch Rückstrahlung.

Die Forschenden haben einen Prototyp des Receivers mit einer Leistung von 250 Kilowatt entwickelt und im weltgrössten Solarsimulator am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt in Jülich erfolgreich getestet. Die Austrittstemperaturen erreichten bis zu 1550 Grad Celsius und damit 350°C mehr als mit jedem anderen jemals gebauten Receiver.