In diesem Solarreaktor wird das Synthesegas für den alternativen Treibstoff gewonnen. © ETH Zürich

Getrieben durch Länder wie China und die Vereinigten Arabischen Emirate wächst der Luftverkehr weiter rasant. Nach einer aktuellen Prognose des Luftverkehrsverbands IATA gehen die Fluggesellschaften von 31 Prozent mehr Fluggästen bis 2017 aus. Das entspräche einem Plus von 930 Millionen Passagieren im Vergleich zum Jahr 2012. Obwohl die Flugzeughersteller ihre neuen Modelle immer sparsamer auslegen, bleiben die hohen Treibstoffkosten ein Hemmnis für den internationalen Luftverkehr.

Umgedrehter Verbrennungsprozess

Hier setzt eine internationale Forschergruppe an, die erstmals Flugzeugtreibstoff aus fast unbegrenzt zur Verfügung stehenden Ressourcen hergestellt hat. Im Projekt Solar-Jet wird der Flugzeugsprit aus Sonnenlicht, Wasser und Kohlenstoffdioxid hergestellt, nicht wie bisher aus Erdöl.

Der Ansatz der Forscher besteht darin, den Verbrennungsprozess umzukehren. Dazu nehmen sie Kohlenstoffdioxid und Wasserdampf, führen Energie zu und gewinnen so Treibstoff. Der dazu eingesetzte thermochemische Prozess besteht aus zwei Schritten. Zunächst spalten die Wissenschaftler in einem an der ETH Zürich entwickelten Solarreaktor ein Metalloxid in Metall- und Sauerstoff-Ionen. Dann leiten die Forscher Kohlenstoffdioxid und Wasserdampf durch den Solarreaktor. Beide reagieren mit den Metall- und Sauerstoff-Ionen und es entsteht ein Synthesegas mit jeweils sehr hohem Reinheitsgrad.

DLR simuliert Solarreaktor

Um den Bau des Solarreaktors zu beschleunigen, haben Forscher am DLR-Institut für Verbrennungstechnik in Stuttgart den neuartigen ersten Prozessschritt im Computer simuliert. Dabei konnten sie auf langjährige Erfahrungen im Bereich der Entwicklung und Analyse alternativer Treibstoffe für den Luftfahrtsektor zurückgreifen. Das Resultat: ein "virtueller" Solarreaktor, der mit rund neun Millionen einzelner Rechenoperationen auswertet, welche thermochemischen Reaktionen wann, wo und mit welchem Energieumsatz ablaufen.

Projekt Solar-Jet auf der ILA 2014

Nachdem die Projektpartner die Machbarkeit des Verfahrens auf Labormaßstab gezeigt haben, werden sie im nächsten Schritt den Solarreaktor weiter optimieren sowie technische und wirtschaftliche Umsetzungsmöglichkeiten auf industriellem Maßstab untersuchen. Das Projekt Solar-Jet läuft seit 2011 und wird von der Europäischen Kommission im Zuge des Siebten Rahmenprogramms noch bis 2015 gefördert. Der im Projekt unter der Leitung der ETH-Zürich entwickelte Reaktor wird auf der Internationalen Luft und Raumfahrtausstellung ILA vom 20. bis zum 25. Mai 2014 in Berlin am Stand des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt ausgestellt. Damit es eines Tages vielleicht heißen kann: Auch die Luftfahrt hat ihre Energiewende.