Chinesische Wissenschaftler haben ein Verfahren entwickelt, mit dem sich aus Kohlendioxid flüssiger Brennstoff gewinnen lässt. Die Technologie könnte eines Tages bei bemannten Marsmissionen eingesetzt werden und Astronauten ermöglichen, einen Teil ihres benötigten Treibstoffs direkt auf dem Roten Planeten herzustellen. Darüber berichtet die South China Morning Post am Dienstag.
Hinter der Entwicklung steht ein Forschungsteam des staatlichen Deep Space Exploration Laboratory in der chinesischen Stadt Hefei. Die Wissenschaftler haben ihre Ergebnisse im Fachmagazin Journal of Deep Space Exploration veröffentlicht.
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Wie sich aus der Marsatmosphäre Treibstoff gewinnen lässt
Die Idee nutzt eine Besonderheit des Mars: Seine dünne Atmosphäre besteht zu rund 95 Prozent aus Kohlendioxid. Dieses Gas lässt sich mithilfe von Wasserstoff und einem speziellen Katalysator in Methanol umwandeln.
Methanol ist ein brennbarer, flüssiger Alkohol, der als Kraftstoff und zur Energiegewinnung genutzt werden kann. Ein Katalysator ist ein Stoff, der eine chemische Reaktion beschleunigt, ohne dabei selbst verbraucht zu werden.
Die chinesischen Forscher entwickelten dafür ein spezielles Material mit einer porösen Struktur, das unter anderem Kupfer und Natrium enthält. Dadurch lässt sich das Kohlendioxid effizienter in Methanol umwandeln.
Im Labor erreichten die Wissenschaftler eine Produktionsrate von 245 Gramm Methanol pro Stunde und Kilogramm Katalysator. Eine Vergleichsvariante ohne zugesetzte Alkalimetalle kam lediglich auf 22 Gramm. Die Ausbeute war damit mehr als elfmal so hoch.
Nach Angaben der Forscher könnte Methanol auf dem Mars nicht nur als Brennstoff für Fahrzeuge, sondern auch zur Strom- und Wärmeerzeugung dienen. Zudem ließe es sich als Ausgangsstoff für weitere Chemikalien verwenden.
Fahrspuren eines Marsrovers auf der Oberfläche des Roten Planeten. Künftige bemannte Missionen könnten davon profitieren, wenn Treibstoff direkt auf dem Mars hergestellt werden kann.
© Nasa/Jpl-Caltech/Msss
Warum die Entdeckung für Marsmissionen wichtig ist
Eine der größten Herausforderungen einer bemannten Marsmission ist der Rückflug zur Erde. Denn dafür werden große Mengen Treibstoff benötigt, die bislang von der Erde mitgebracht werden müssten.
Gelänge es, Treibstoff direkt auf dem Mars herzustellen, könnten Raumfahrtmissionen erheblich weniger Fracht transportieren. Methanol wäre dafür ein möglicher Brennstoff. Für den Einsatz in einem Raketentriebwerk wäre allerdings auch ein geeignetes Oxidationsmittel wie Sauerstoff erforderlich.
Dass sich die Marsatmosphäre technisch nutzen lässt, hat die US-Raumfahrtbehörde Nasa bereits demonstriert. Ihr Experiment MOXIE an Bord des Marsrovers Perseverance gewann zwischen 2021 und 2023 insgesamt 122 Gramm Sauerstoff aus dem Kohlendioxid der Marsatmosphäre.
Der chinesische Ansatz befindet sich ebenfalls noch in einem frühen Entwicklungsstadium. Die Versuche fanden bislang ausschließlich auf der Erde statt. Neben Kohlendioxid benötigt das Verfahren Wasserstoff und Energie. Wie sich diese Ressourcen unter Marsbedingungen bereitstellen und ausreichend große Treibstoffmengen produzieren lassen, muss erst untersucht werden.
Die Wissenschaftler sehen in ihrem Katalysator dennoch einen möglichen Baustein für die Versorgung künftiger Marsmissionen.
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