„CO2-Magnet“: Neue Anlage minimiert Kosten bei der Entfernung von Kohlenstoffdioxid aus der Atmosphäre
Climeworks, Spin-off der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich, ist Weltmarktführer bei Anlagen, die Kohlenstoffdioxid (CO2) aus der Luft angeln, um das Klima zu entlasten. Jetzt könnten die Schweizer Konkurrenz bekommen. Ein Team um Marta Hatzell, außerordentliche Professorin für Maschinenbau am Georgia Institute of Technology in Atlanta, hat eine Technik entwickelt, die 90 Prozent weniger Energie benötigen soll als etablierte Anlagen. Die Anlagenkosten liegen danach bei 50 Prozent.
Kaliumhydroxid wirkt wie ein Magnet auf CO2
Die Forscher in Atlanta setzen Kaliumhydroxid (KOH) ein, ein Material, das CO2 so heftig an sich zieht wie ein Magnet Eisenspäne. Dabei entsteht Kaliumcarbonat. Dazu ist nur ein bisschen Strom für das Gebläse nötig, die die Luft durch das KOH drückt.
Während die Regeneration der Filtermaterialien bei herkömmlichen Verfahren sehr energieintensiv ist, weil sie stark erhitzt werden müssen, um das CO2 zurückzugewinnen – anschließend wird es in tiefen geologischen Formationen endgelagert oder als Chemierohstoff genutzt – kommt Hatzells Team auch bei diesem Prozess energetisch günstig weg. Gemeinsam mit Jihun Oh, Professor für Materialwissenschaften am Korea Advanced Institute of Science and Technology in Daejeon, hat sie einen nickelbasierten Katalysator entwickelt, der die Rückgewinnung von CO2 aus Kaliumcarbonat erleichtert
Umwandlung von CO2 in Chemierohstoff
Dabei handelt es sich um einen elektrochemischen Prozess, vergleichbar mit der Wasserspaltung in einem Elektrolyseur, bei der Wasserstoff gewonnen wird. Der Katalysator sorgt dafür, dass sich der Strombedarf in Grenzen hält. Mit diesem Verfahren gelingt es, 70 Prozent des CO2, das durch den Reaktor strömt, in KOH zu binden. Konkurrierende Verfahren schafften nur halb so viel, sagt Hakhyeon Song, der bei Oh promoviert hat. Die Rückgewinnung gelingt sogar zu 100 Prozent.
Jetzt geht Hatzell das nächste Problem an, die Entwicklung eines Verfahrens zur Umwandlung von CO2 in Kohlenstoffmonoxid (CO), einen wichtigen Chemierohstoff, der unter anderem in der Kunststoffproduktion eine Rolle spielt. Die CO-Herstellung aus CO2 ist derzeit noch sehr teuer, weil sehr viel Energie benötigt wird. Das will sie ändern.
