Es ist ganz klar: es ist viel zu viel CO2 in der Atmosphäre, und um das Klima zu retten, genügt es nicht mehr, lediglich weitere Emissionen zu vermeiden. Wir müssen das Zeug rausholen! Weltweit arbeiten Forscher und Erfinder an neuen Lösungen für dieses Problem.
Wenn es darum geht, CO2 aus der Luft zu holen und als Rohstoff zu nutzen, fällt einem zuallererst die natürliche Lösung ein: die Photosynthese in grünen Pflanzen, Algen und Cyanobakterien. Leider ist diese aber ziemlich langsam und hat einen sehr niedrigen Wirkungsgrad von nur 1-2%. Ein Ingenieur, der eine solche Maschine erfände, würde ausgelacht werden.
Deshalb arbeiten Forschende an effizienteren und schnelleren Verfahren, die sogenannte künstliche Photosynthese. Mit Hilfe sogenannter Farbstoffsolarzellen (Grätzel-Zellen) werden aus Licht, CO2 und Wasser Kohlenstoffverbindungen aufgebaut, und das mit höheren Wirkungsgraden als bei der natürlichen Photosynthese.
Bei einem weiteren Verfahren, das am Brookhaven Laboratory des US-Energieministeriums entwickelt wurde, wird CO2 aus der Luft mittels geeigneter Katalysatoren und Strom aus erneuerbaren Quellen in Kohlenstoff-Nanofasern umgewandelt, für die es vielfältige Anwendungen gibt. Das Verfahren erfolgt in zwei Schritten: im ersten Schritt wird in einer speziellen Elektrolysezelle CO2 und Wasser zu Kohlenstoffmonoxid (CO) und Wasserstoff reduziert; im zweiten Schritt wird bei Temperaturen um 400 °C das CO in die Elemente aufgespalten. In beiden Teilschritten kommen spezielle Katalysatoren zum Einsatz.
Ein Team an der ETH Zürich hat ein CO2-Abscheideverfahren mittels des Farbstoffs Merocyanin entwickelt. Merocyanin ist eine Photosäure: im Licht wirkt es als Säure, im Dunkeln nicht. Damit lässt sich der pH-Wert einer Lösung über die Belichtung steuern. Ist die Lösung im dunkeln, ist sie alkalisch, und bindet CO2. Schaltet man das Licht ein, wird die Lösung sauer und setzt das Klimagas wieder frei. Es kann dann abgetrennt und als Rohstoff verwendet werden. Gegenüber Systemen, die das CO2 in einem Medium binden, aus dem es durch Wärme ausgetrieben wird, hat dieses Verfahren den Vorteil, dass der Wechsel zwischen den beiden Zuständen binnen weniger Minuten stattfinden kann. Noch ist das Verfahren allerdings nicht praxisreif, weil das Merocyanin in Lösung nicht stabil genug ist und nur wenige Zyklen durchhält.
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