Einfang von CO2 wird viel billiger: US-Forscher benötigen kaum Fremdenergie

Selbst wenn schlagartig alle Emissionen des Klimagases Kohlenstoffdioxid (CO2) enden würden, wäre der Klimawandel noch nicht endgültig abgewendet. Ohne zusätzlichen Einfang von CO2 aus der Luft, um das Gas endzulagern oder klimaneutral weiterzuverwenden, wird es nicht gehen. Da sind sich die meisten Experten einig. Doch die Kosten für die entsprechenden Techniken sind vor allem wegen des hohen Energieverbrauchs kaum tragbar.

Feuchtigkeitsschwankungen sind der Schlüssel

Forscher der Northwestern University in Evanston und Chicago glauben die Lösung gefunden zu haben. Sie setzen auf eine Technik, die sie Feuchtigkeitsschwankungsmethode nennen. Dabei machen sie sich ein physikalisches Phänomen zunutze. Bestimmte Materialien mit feinsten Poren saugen CO2 an und speichern es, wenn sie feucht sind. Werden sie wieder trocken geben sie das Klimagas ab, sodass es eingefangen werden kann. Bisher müssen Materialien, die CO2 resorbieren, erhitzt werden, damit das CO2 wieder frei wird. Genau diesen energetischen Aufwand sparen sich die Northwestern-Entwickler.

Kostengünstige Materialien

Hinzu kommt, dass die Nanomaterialien, die sie einsetzen, auf der Erde in großen Mengen vorkommen und entsprechend billig sind. Die Forscher verwenden neben Aktivkohle und Aluminiumoxid auch nanostrukturiertes Graphit, Kohlenstoff-Nanoröhren und Flockengraphit sowie Metalloxid-Nanopartikel, darunter Eisen- und Manganoxide.

Die Natur leistet die meiste Arbeit

„Die Feuchtigkeitsschwankungsmethode ermöglicht die Bindung von CO2 bei niedriger Luftfeuchtigkeit und die Freisetzung bei hoher Luftfeuchtigkeit, wodurch die Energiekosten für die Regeneration eines Sorptionsmittels gesenkt oder eliminiert werden“, so Benjamin Shindel, Doktorand von Vinayak Dravid, Professor für Werkstofftechnik, der die Entwicklung leitete. „Man kann sich beiunserem Verfahren auf natürliche Gradienten der Luftfeuchtigkeit verlassen, etwa durch einen Tag-Nacht-Zyklus – nachts ist die Luftfeuchtigkeit meist höher als am Tag – oder durch die Nutzung von zwei Luftvolumina, von denen eines künstlich befeuchtet wird, während die natürliche Luft sehr trocken ist“, sagt Dravid. Solche Verhältnisse findet man beispielsweise in Wüstengebieten. Wasser lässt sich dort aus der Nachtluft gewinnen, beispielsweise mit Hilfe vongespeicherten Solarstrom. Damit entfällt der hohe Energieverbrauch zur Regenerierung des Absorptionsmittels.

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