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Chemie

HTL-Schüler bauen Reaktor, der Treibhausgase eindämmt

Im Sinne von „Jugend forscht“ binden Spezialisten der Montan-Uni Leoben Schulklassen in die Wissenschaft ein. Die Jugendlichen helfen, CO2 als Rohstoff sinnvoll zu verwerten, und basteln an einer breiten Informationskampagne zu dem Klimaschutzthema.

Viele Jugendliche fragen sich, wie ihre Zukunft aussehen wird und ob sie überhaupt eine Zukunft haben“, sagt Christoph Rameshan vom Lehrstuhl für Physikalische Chemie der Montan-Uni Leoben. Er leitet das Sparkling-Science-Projekt „Vom schädlichen Abgas zur Ressource – CO2 als wertvoller Rohstoff“, das vom Wissenschaftsministerium finanziert wird.
Wie bei allen Sparkling-Science-Themen arbeiten hier Forschende mit Schülerinnen und Schülern zusammen. Gerade in den Fragen zu Klimawandel und Treibhausgasen sind Jugendliche hoch motiviert, der Wissenschaft Beistand zu leisten. „So können sie ihre eigene Zukunft mitgestalten“, sagt Rameshan, der seine jugendlichen Teams in Workshops seit Oktober schon kennengelernt hat. Das Projekt fährt auf zwei Schienen und hat – zusätzlich zur Pädagogischen Hochschule Tirol, die den pädagogischen Teil betreut – zwei sehr unterschiedliche HTL als Partner im Team.

Die chemische und verfahrenstechnische Umsetzung wird mit der HTL Kramsach bei Kufstein, Tirol, erforscht. „Die Schülerinnen und Schüler, die zwischen 16 und 18 Jahre alt sind, bauen eine kleine Pilotanlage, in der CO2 abgeschieden wird“, erklärt Rameshan. Eine Biofermentieranlage verarbeitet Biomasse zu neuen Produkten wie etwa die Alkohole Ethanol und Methanol. „Das geschieht in großen Firmen in größerem Maßstab, etwa, um die Alkohole auch grünem Treibstoff beizumischen oder sie zu weiteren chemischen Produkten zu verarbeiten“, sagt Rameshan. An der Chemie HTL Kramsach kann das Team im Kleinen testen, was gut funktioniert und was nicht.

In solchen Biofermentieranlagen entsteht CO2 als Abfallprodukt. „Das fangen wir ein und entwickeln einen Pilotreaktor, der dieses CO2 verarbeiten kann“, sagt Rameshan. Aus dem Reaktor kommen dann nützliche Stoffe wie etwa Treibstoffbestandteile oder auch wieder Alkohole, die aus CO2 geschaffen wurden. „Methanol zum Beispiel hat einen hohen Marktwert: Von dieser Basischemikalie werden 150 Millionen Tonnen pro Jahr weltweit hergestellt.“

Die zweite Schiene des Sparkling-Science-Projekts zielt auf die Verbreitung des Wissens in der Öffentlichkeit ab und hat als Partner die HTL Bau und Design Innsbruck an Bord. Mit diesen Jugendlichen fokussiert das Team auf eine Informationskampagne und die Gestaltung der Homepage www.co2-umwandlung.at, die derzeit aufgebaut wird. Hier soll erklärt werden, wie CO2-Abscheidung technisch funktioniert und wie man Kohlenstoffdioxid als wertvollen Rohstoff nutzbar macht.

Echte Daten aus heimischen Firmen

Eine wichtige Frage ist auch, was es der Industrie bringt, wenn man in solche Techniken investiert. Auch dafür stehen Partner bereit, die das Projekt sehr realitätsnah machen. Heimische Unternehmen aus Tirol und Niederösterreich kooperieren mit den Forschenden, um gemeinsam Lösungsprojekte zu erarbeiten. Die Firmen liefern ihre Betriebsdaten, wie viel CO2 produziert wird und wie die chemisch-technischen Prozesse gestaltet sind.

Das junge Team berechnet mit diesen Echtdaten, wie man CO2 am besten abfangen und Nutzbares daraus machen kann. „Diese Lösungsprojekte zeigen, was das Ganze kostet und wie die wirtschaftlichen Gegebenheiten zu den Unternehmen passen“, sagt Rameshan. Die Ergebnisse werden öffentlich kommuniziert und in Modelle für Prototypen gegossen. Davon können andere Firmen profitieren und die für ihre Gegebenheiten beste Möglichkeit erarbeiten.

Einen weiteren Partner hat dieses Projekt noch: den Verein der Freunde der österreichischen Chemie-Olympiade. Dieser bemüht sich um eine Vernetzung der an Chemie interessierten Schülerinnen und Schüler in Österreich, und die Forschenden der Montan-Uni Leoben bieten im kommenden Sommer Workshops für die jungen Menschen an. „Hier können sie mit uns Lösungsansätze zum Thema CO2-Verwertung erstellen“, sagt Rameshan. Und wer dabei entdeckt, wie spannend das ist, macht vielleicht die Vorwissenschaftliche Arbeit oder Diplomarbeit für den Schulabschluss in Kooperation mit den Physikalischen Chemikern in Leoben.

Lexikon

Sparkling Science 2.0 heißt das im September 2022 gestartete Programm vom Wissenschaftsministerium und der OEAD (Agentur für Bildung und Internationalisierung). In den Projekten arbeiten Forschende mit Schulklassen zusammen.

Citizen Science bindet Bürgerinnen und Bürger in wissenschaftliche Forschung ein.

11,5 Millionen Euro stellt das Wissenschaftsministerium für das Sparkling-Science-Programm zur Verfügung. Davon werden 34 Projekte in ganz Österreich gefördert (max. 350.000 Euro/Projekt).