Die Ermöglichung erneuerbarer Energien durch Titandioxid

Das Erreichen der Klimaziele für 2030 und 2050 im Einklang mit dem Übereinkommen von Paris ist der Maßstab für den Erfolg der Strategien im Rahmen des European Green Deal.

 Die Europäische Kommission startet eine Reihe von ehrgeizigen Strategien im Rahmen des European Green Deal, um die Ziele der EU, bis 2030 die Treibhausgasemissionen um mindestens 55 % zu reduzieren und bis 2050 klimaneutral zu werden, zu erreichen. Diese Strategien reichen von der Reformierung der Arbeitsweise des Lebensmittelsystems bis hin zur Förderung des Übergangs zu einer Kreislaufwirtschaft und der Dekarbonisierung der Industrie.

Die primären Schlüsselelemente zur Erreichung der Klimaziele sind und bleiben erneuerbare Energien und eine verbesserte Energieeffizienz.

In der Folgenabschätzung zum  Klimazielplan für 2030 wurde geschätzt, dass der Anteil der Energie aus erneuerbaren Quellen im Jahr 2030 38% bis 40% erreichen sollte und, dass die erforderlichen Energieeffizienzsteigerungen 36% bis 39% für den endgültigen Energieverbrauch und 39% bis 41% für den primären Energieverbrauch betragen¹.

Der Übergang von der „Energieeffizienz“ zur Entwicklung eines Energiesektors, der auf erneuerbaren Energien basiert, erfordert verstärkte Innovationen und eine verbesserte Infrastruktur. TiO? kann sowohl bei der Energieeffizienz als auch bei der Erzeugung erneuerbarer Energien eine entscheidende Rolle spielen.

TiO2 verbessert die Energieeffizienz in Gebäuden

Gebäude sind die größten Einzelenergieverbraucher in Europa und machen 40% des Energieverbrauchs und 36% der Treibhausgasemissionen in der EU aus². Die Renovation Wave Initiative der EU wird darauf abzielen, den Gebäudebestand energieeffizienter zu machen und den Energieverbrauch zu reduzieren. TiO2 kann dabei eine grundlegende Rolle spielen.

Enabling renewables modern buildings

TiO2-Weißpigment ist ein wesentlicher Bestandteil von Farben und kann eine brillante, langlebige  Oberfläche erzielen, und zwar sowohl in Innen- als auch Außenbereichen. Die Anwendung kann nicht nur die Lebensdauer der beschichteten Materialien verlängern, sondern auch zur Energieeffizienz beitragen.  Wenn Farbe TiO2-Weißpigment enthält und auf  Außenflächen von Gebäuden aufgetragen wird, kann die Wärmeentwicklung im Inneren erheblich reduziert werden. Dies resultiert aus der einzigartigen Eigenschaft von TiO2, Infrarotstrahlen der Sonne zu reflektieren. Infolgedessen trägt TiO2 dazu bei, die Energie zu reduzieren, die ansonsten von Kühlgeräten wie Klimaanlagen verbraucht würde, was zu Energieeinsparungen führt.

Ein weiterer Vorteil von TiO2 ist, dass es dabei helfen kann, den „urbanen Hitzeinsel-Effekt“ zu bekämpfen, der in vielen Städten auf der ganzen Welt ein wachsendes Problem darstellt.

Enabling renewables heat island

Durch die Aufnahme von Wärme durch Beton und Baumaterialien können die Temperaturen in Städten wesentlich höher sein als in der ländlichen Umgebung. Das Streichen von Oberflächen mit einer weißen oder sonstigen Farbe, die TiO2 enthält, ist eine effektive Methode, diesen Effekt zu reduzieren.

TiO2 ist ein Baustein für die Zukunft erneuerbarer Energien

 Es wird erwartet, dass erneuerbare Energiequellen bis 2030 32% des Energieverbrauchs ausmachen werden³. Aufgrund seiner photokatalytischen Eigenschaften wird TiO? in bestehenden und neuen Solarenergie-Technologien verwendet, die einen großen Beitrag zu den Zielen im Zusammenhang mit erneuerbaren Energien leisten könnten.

So enthüllte beispielsweise ein internationales Team von Wissenschaftlern unter der Leitung der Rice University in Texas ein neues Material, Hämaten, das bei der Erzeugung von Solarkraftstoff eine bahnbrechende Rolle spielen könnte.

Hämaten wird aus Hämatit, der mineralischen Form von Eisenerz, extrahiert. Die Forschung hat gezeigt, dass durch das extrahierte Hämaten, gepaart mit Nanoröhren aus TiO2, elektrische Ladung extrahiert werden kann, die durch photokatalytische Aktivität erzeugt wird.

TiO2 ist einer der effizientesten Photokatalysatoren. Sowohl die Industrie als auch die Wissenschaft nutzen es für viele Anwendungen und Forschungsprojekte, von der Wasserreinigung bis zur Luftreinigung.

Innovation bei Batterien und TiO2

Die Europäische Kommission plant, spezifische Gesetze zu verabschieden, um eine kreisförmige und nachhaltige Batterie-Wertschöpfungskette zu schaffen. Aus diesem Grund werden Batterien eine tragende Rolle beim Übergang der EU zu einer kreisförmigeren und schadstoffärmeren Wirtschaft spielen.  Die Verbesserung der Batteriekapazität und -lebensdauer sind zwei zentrale Herausforderungen.

Enabling renewables batteries

TiO? ist eine wertvolle Chemikalie, die dazu beitragen kann, die Effizienz von Batterien zu steigern, indem sie sowohl ihre Energiespeicherkapazität als auch ihre Lebensdauer erhöht.

  • Im Jahr 2015 entwickelte ein Forscherteam der Nanyang Technology University (NTU) in Singapur TiO?-basierte Batterien, die in nur zwei Minuten auf 70% ihrer Kapazität aufgeladen werden können, wobei ihre erwartete Lebensdauer 20 Jahre beträgt.
  • TiO? hat sich bei der reversiblen Reaktion von wiederaufladbaren Lithium-Ionen-Batterien als nützlich erwiesen, da es ihnen eine längere Lebensdauer ermöglicht und sogar hilft, das erforderliche Batterie-Recycling zu reduzieren.

1 https://ec.europa.eu/clima/policies/eu-climate-action/2030_ctp_en und https://ec.europa.eu/commission/presscorner/detail/en/mex_20_2141

² https://ec.europa.eu/info/law/better-regulation/have-your-say/initiatives/12376-Commission-Communication-Renovation-wave-initiative-for-the-building-sector

³ https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=CELEX:52020SC0176