Wissenschaftsbild des Monats

Die Sonne in den Ofen holen

Wie gemalt wirkt unser Wissenschaftsbild des Monats, in dessen Mitte eine orange-rote Blüte zu leuchten scheint. Doch ist es kein Blütenkelch, in den wir blicken, sondern ein glühender Drehrohrofen, der mit Solarenergie betrieben wird.

Er steht am Deutschen Luft- und Raumfahrtzentrum (DLR). Drehrohrofen werden vor allem zur Kalzinierung von Zementrohmehl eingesetzt. Bei der Kalzinierung (von lat. calx für Kalkstein) werden kalzium- und magnesiumkarbonathaltige Mineralien erhitzt, um sie zu entwässern oder zu zersetzen.  Der Prozess erfordert hohe Temperaturen, die überwiegend durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe erreicht werden. Dabei entsteht eine Menge Kohlendioxid: Die Zementindustrie ist für circa 9 Prozent der weltweiten CO2-Emmissionen verantwortlich. Forscher vom DLR wollen die fossilen Energieträger durch Solarenergie ersetzen und so dazu beitragen, die in der Zementproduktion anfallenden CO2-Emmissionen verringern. Sie optimierten den rotierenden Ofen so, dass er auch mit Solarenergie betrieben werden kann.

Das Forscherteam demonstrierte erfolgreich, dass der Reaktor zuverlässig mehrere Stunden und über mehrere Tage verteilt in Betrieb sein kann. Das Rohmaterial wurde dazu im Drehrohrofen mit unterschiedlichen Flussraten bis zu einer Temperatur von 1000 Grad Celsius erhitzt – die Temperatur, bei der die entscheidende chemische Reaktion einsetzt. Dabei gelang es den Wissenschaftlern, kalziniertes Zementrohmehl in derselben Produktqualität herzustellen wie es mit konventionellen Reaktoren möglich ist. Die Optimierung und Erweiterung dieses Reaktortyps könnte ein wichtiger Schritt auf dem Weg zur Einführung von Solarenergie für jegliche Hochtemperatur-Anwendung zur Herstellung von verarbeiteten Partikeln sein und dies nicht nur in Europa.

Bild: DLR (CC-BY 3.0)

Nachhaltige Zementproduktion: Kann Solarenergie die fossilen Energieträger ablösen?

Franziska Roeder

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