Forscher fangen mit wenig Strom CO2 ein und machen daraus Brennstoff

Forscher haben eine neue Methode für die direkte CO₂-Abscheidung aus der Luft entwickelt, die wesentlich weniger Energie benötigt als bisherige Verfahren. Sie bilden dabei einen uralten Prozess aus der Natur nach und beschleunigen ihn.

Mehrstufiger Prozess

Um die Erhitzung der Atmosphäre zu bremsen, muss bekanntlich der CO₂-Ausstoß möglichst schnell auf null reduziert werden. Nicht alle Prozesse werden jedoch bald ohne Emissionen des Treibhausgases auskommen. Hier kann die CO₂-Abscheidung dafür sorgen, dass das Gas zumindest aufgefangen wird und nicht einfach in die Atmosphäre entweicht.

Bisherige Anlagen hierfür benötigen allerdings viel Strom, was ihren Betrieb kostspielig macht. Das neue Verfahren ist hier anders. Es wird nicht nur weniger Energie benötigt, sondern das Endprodukt kann bei Bedarf sogar wieder als Energieträger für die Stromproduktion in einer Brennstoffzelle genutzt werden.


Der mehrstufige Prozess basiert auf einer chemischen Reaktion, bei der erst einmal schlicht das ungefährliche Natron entsteht. "Normalerweise ist es schwierig, eine langfristige und stabile Umwandlung der Ausgangsstoffe zu erreichen", erklärt Zhen Zhang, Doktorand am MIT, wo das Verfahren entwickelt wurde. "Der Schlüssel zu unserem System liegt darin, ein pH-Gleichgewicht für eine kontinuierliche Umwandlung zu erzielen."

In einem entscheidenden zweiten Prozessschritt wird Elektrizität genutzt, um eine weitere chemische Reaktion zu starten. Diese spaltet ein Sauerstoffatom von den Natronmolekülen ab und bildet Natriumformiat. Rund 96 Prozent des eingefangenen Kohlenstoffs werden in diese Substanz umgewandelt.

Basalt als Lösung

Bemerkenswert ist, dass die Energie aus den chemischen Reaktionen in diesen Formiatsalzen jahrzehntelang gespeichert werden kann. Diese Salze können aber auch zur Energieerzeugung in Brennstoffzellen verwendet werden und könnten potenziell Wasserstoff ersetzen, um Fahrzeuge und andere Maschinen anzutreiben.

Die Forscher arbeiten derzeit daran, das Verfahren zu skalieren, stehen jedoch noch vor einigen Herausforderungen. Insbesondere müssen ausreichende Quellen für ein mögliches Ausgangsmaterial gefunden werden. Eine mögliche Option könnte hier Basalt sein, da das Gestein bei Kontakt mit Wasser zu der benötigten Lauge wird. Die Nutzung großer Mengen Basalt zur Bindung von CO₂ ist ohnehin bereits länger in der Diskussion.


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