Die Besiedelung des Mondes ist eine der größten Herausforderungen der bemannten Raumfahrt. Allerdings ist die Energieversorgung und -speicherung auf dem Mond bis dato ungelöst, insbesondere in den sehr langen und kalten Mondnächten. Das ausgezeichnete Projekt »Ferrotherm« könnte hier Abhilfe schaffen. Die Forscherinnen und Forscher untersuchen das Prinzip der Eisenverbrennung, um dies in einem späteren Schritt auf ein Kraftwerk zu übertragen - analog zu einem Kraftwerk auf der Erde. Da es auf dem Mond keine fossilen Brennstoffe gibt und die dort vorhandenen Ressourcen ebenfalls endlich sind, sind die Forscherinnen und Forscher auf der Suche nach einem auch langfristig tragbaren Ansatz. Dieser Prozess könnte dann mittelfristig auch auf die Energieerzeugung ohne fossile Brennstoffe auf der Erde übertragen werden. Eisen findet man auf dem Mond als Oxid im sogenannten Regolith.

Bei dem Verfahren soll das Prinzip der Kreislaufwirtschaft (Circular Economy) berücksichtigt werden. Das vorhandene Eisenoxid wird zunächst elektrochemisch reduziert. Dabei entsteht metallisches Eisen, das als Pulver zusammen mit dem ebenfalls entstandenen Sauerstoff verbrannt wird, wodurch wie in einem Kraftwerk Wärme und Strom erzeugt werden. Das Reaktionsprodukt der Verbrennung ist wieder Eisenoxid, das – anders als das analoge CO₂ – fest ist und daher einfach gesammelt und in einem zweiten Schritt wieder zu Eisen und Sauerstoff aufgetrennt werden kann. Der besondere Vorteil dieser Technologie ist die mögliche Rückübertragbarkeit auf die Erde. Eisen ist das vierthäufigste Element in der Erdkruste und ausreichend verfügbar. Das neue Verfahren kann erheblich zur Dekarbonisierung beitragen, da hier kein CO₂-Ausstoß bei der Energieerzeugung erfolgt. Dazu ist es jedoch notwendig, die benötigte Energie für den Kreislaufprozess aus »grüner« Überschussenergie wie z.B. Photovoltaik oder Windenergie bereitzustellen. «Das Projekt bietet uns eine ausgezeichnete Möglichkeit unsere vielfältigen Kompetenzen entlang der Prozesskette zu bündeln und nachhaltige Lösungen zu entwickeln», freut sich Prof. Dr.-Ing. Christoph Herrmann, Institutsleiter des Fraunhofer IST über den Erfolg des Teams. »Wichtige Innovationsbeiträge des Fraunhofer IST kommen aus der Galvanotechnik und anderen nasschemischen Prozessen sowie aus dem Life Cycle Assessment und Life Cycle Engineering.«

Zum Preis

Der INNOspace Masters-Wettbewerb zeichnet jährlich innovative Ideen und Konzepte aus, die sich mit dem Transfer von Technologien und Anwendungen von der Raumfahrt in andere Branchen beschäftigen oder umgekehrt bestehende Technologien anpassen, sodass sie auch für die Raumfahrt genutzt werden können. In diesem Jahr war das Leitthema »Nachhaltige und effiziente Innovationen für Weltraum und Erde«. Der Wettbewerb ist dabei in fünf Challenges unterteilt, die jeweils unterschiedliche Themen ansprechen und verschiedene Phasen der technologischen Reife abdecken. Die Gewinner aller Challenges werden bei der weiteren Umsetzung ihres Vorhabens technologisch und wirtschaftlich unterstützt.