Materialien für Luft-Waschanlagen: CO₂-Aufnahme lässt sich über Feuchtigkeit steuern

Spezielle Materialien können das Treibhausgas Kohlendioxid (CO₂) aus trockener Luft aufnehmen und in feuchterer Luft wieder abgeben, sodass es aufgefangen werden könnte. Ein Forschungsteam möchte bislang für die technische CO₂-Entnahme aus der Luft verwendete Kunstharze durch die günstigeren und leichter verfügbaren Materialien ersetzen.

Die Technik benötige vergleichsweise wenig Energie, berichtet das Team um um Benjamin Shindel und John Hegarty von der Northwestern University in Evanston (Illinois, USA) im Fachjournal „Environmental Science & Technology“. Zudem könne man natürliche Feuchtigkeitsgradienten dafür nutzen, wie zum Beispiel die zwischen Innen- und Außenbereich von Gebäuden oder die zwischen Tag und Nacht.

Aluminiumoxid und Aktivkohle sind am schnellsten

Die Methode ist noch im Versuchsstadium. Kostengünstige skalierbare Technologien zur CO₂-Entnahme aus der Luft könnten jedoch entscheidend dafür sein, die weltweiten Kohlenstoffemissionen zu reduzieren, heißt es in einer Mitteilung der Universität. Denn in Bereichen wie der Zementherstellung, dem Flugverkehr oder in der Landwirtschaft sei es schwierig, den CO₂-Ausstoß auf null zu senken.

Die Studienautoren untersuchten acht leicht verfügbare Materialien auf ihre Eignung für das Verfahren. Im Ergebnis zeigten von diesen Materialien Aluminiumoxid und Aktivkohle die schnellste Reaktionsgeschwindigkeit, während Eisenoxid und nanostrukturierter Graphit, eine spezielle Form von Kohlenstoff, das meiste CO₂ binden konnten.

Das Team leitete für die Versuche mit einer Pumpe Luft durch eine Probenkammer. Zwischen Pumpe und Probenkammer befand sich ein Behälter mit Wasser, dessen Temperatur eingestellt werden konnte. Bei drei Grad Celsius herrschte in der Probenkammer eine Luftfeuchtigkeit von 20 Prozent, bei 20 Grad eine Luftfeuchtigkeit von 65 Prozent. Mit einem Infrarot-Gasanalysator maßen die Wissenschaftler, wie viel CO₂ sich unter den feuchteren Bedingungen von der Materialoberfläche löste.

Geringe Abscheideraten, aber großes Potenzial

Noch sind die Abscheideraten gering. So kommt das vielversprechendste Eisenoxid auf ein Jahr hochgerechnet auf knapp 100 Kilogramm gebundenes CO₂ pro Kilogramm Material. „Die CO₂-Abscheidung befindet sich als Forschungsgebiet noch in der Anfangsphase“, sagt Shindel. Auch wenn die Leistung der in dieser Studie getesteten Materialien nicht die von bislang genutzten heranreicht, sieht das Team großes Potenzial, da ihre Funktion noch verbessert werden könne.

Die Technologie werde immer günstiger und effizienter, bis sie zu einer praktikablen Methode zur Erreichung der weltweiten Emissionsreduktionsziele werde, ist Shindel überzeugt. „Wir würden diese Materialien gerne in Pilotstudien im großen Maßstab getestet sehen.“ (dpa)