Neue Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass mithilfe einer kostengünstigen und energieeffizienten Methode Materialien hergestellt werden können, die Kohlendioxid (CO2) direkt aus der Luft binden können.
Forscher der Universität Cambridge verwendeten eine Methode, die dem Aufladen einer Batterie ähnelt, um Aktivkohle aufzuladen. Diese wird häufig in Haushaltswasserfiltern zum Herausfiltern von Schadstoffen verwendet.
Indem sie den Kohleschwamm auf diese Weise aufluden, stellten die Forscher fest, dass das Material erfolgreich CO2 direkt aus der Luft aufnehmen konnte.
Der aufgeladene Kohleschwamm erfordert wesentlich niedrigere Temperaturen, um das eingefangene CO2 zu entfernen, sodass es gespeichert werden kann. Dadurch sei er potenziell energieeffizienter als aktuelle Ansätze zur Kohlenstoffabscheidung, meinen die Forscher.
Dr. Alexander Forse vom Institut für Chemie der Yusuf Hamied University, der die Studie leitete, sagte: „Die Erfassung von Kohlendioxidemissionen aus der Atmosphäre ist der letzte Ausweg, aber angesichts des Ausmaßes der Klimakrise müssen wir dies untersuchen.“
„Das Erste und Dringendste, was wir tun müssen, ist die weltweite Reduzierung der Kohlendioxidemissionen. Doch auch die Beseitigung der Treibhausgase wird als notwendig erachtet, um Netto-Null-Emissionen zu erreichen und die schlimmsten Auswirkungen des Klimawandels zu begrenzen.
„Realistisch gesehen müssen wir alles tun, was wir können.“
Er fügte hinzu: „Dieser Ansatz war eine ziemlich verrückte Idee, auf die wir während der Covid-19-Lockdowns gekommen sind, daher ist es immer aufregend, wenn diese Ideen tatsächlich funktionieren.
„Dieser Ansatz öffnet die Tür zur einfachen und energieeffizienten Herstellung aller Arten von Materialien für unterschiedliche Anwendungen.“
Aktuelle Ansätze zur direkten Luftabscheidung (Direct Air Capture, DCA), bei der schwammartige Materialien zum Einsatz kommen, um Kohlendioxid aus der Atmosphäre zu entfernen, sind teuer und erfordern hohe Temperaturen sowie die Nutzung von Erdgas.
Um das CO2 aus der Holzkohle zu gewinnen, damit es gereinigt und gespeichert werden kann, wird das Material erhitzt.
Bei den meisten Materialien, die derzeit zur CO2-Abtrennung aus der Luft verwendet werden, ist eine Erhitzung auf Temperaturen von bis zu 900 °C erforderlich.
Die aufgeladenen Kohleschwämme müssen jedoch lediglich auf 90–100 °C erhitzt werden, eine Temperatur, die durch den Einsatz von erneuerbarer Elektrizität erreicht werden kann.
Die Materialien werden grundsätzlich von innen nach außen erhitzt, wodurch der Vorgang schneller abläuft und weniger Energie verbraucht.
Allerdings sind den Materialien Grenzen gesetzt und Forscher arbeiten daran, die Menge des abzufangenden Kohlendioxids zu erhöhen.
Die Forscher sagen, dass ihr Ansatz auch über die Kohlenstoffabscheidung hinaus von Nutzen sein könnte, da die Poren in der Holzkohle und die darin eingefügten Ionen so fein abgestimmt werden können, dass sie eine Reihe von Molekülen abfangen.
Die in der Zeitschrift Nature veröffentlichte Forschung wurde teilweise vom Leverhulme Trust, der Royal Society, dem Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC), einem Teil von UK Research and Innovation (UKRI), und dem Cambridge Centre for Climate Repair unterstützt.