CO2-Einfang geht mit Nanotechnik und Wasser

Billiges Verfahren von Forschern der Northwestern University könnte Klimawandel einbremsen

Mikroskopische Aufnahme: Diese Aktivkohle saugt CO2 an (Foto: Dravid Lab, northwestern.edu)

Evanston/Chicago (pte019/04.04.2025/11:30)

Mit einer neuen Technik von Forschern der Northwestern University lässt sich CO2 mit geringen Kosten aus der Luft entfernen und der Klimawandel im Idealfall verlangsamen. Statt mit Filtern oder Flüssigkeiten, die Amine enthalten, deren Regenerierung energieintensiv und teuer ist, genügen Wasser sowie preiswerte nanometergroße Materialien wie Aktivkohle und Aluminiumoxid.

Feucht und trocken

Das Verfahren basiert darauf, dass die Feuchtigkeit schwankt, die die Nanomaterialien umgibt. Sind sie nass, saugen sie CO2 an, sodass es in den feinen Poren gefangen wird. Werden sie getrocknet, entweicht das Klimagas und kann eingefangen werden. Um es für immer aus der Atmosphäre zu entfernen, lässt sich CO2 gasförmig oder verflüssigt in tiefe geologische Formationen pressen, in denen es im günstigsten Fall versteinert. Klimaentlastend lässt es sich auch nutzen, um Treibstoffe und Heizmaterial herzustellen, denn dann wird die Verbrennung fossiler Rohstoffe überflüssig, die zusätzliches CO2 in die Atmosphäre entlässt.

"Man kann sich dabei auf natürliche Gradienten der Luftfeuchtigkeit verlassen, etwa durch einen Tag-Nacht-Zyklus - nachts ist die Luftfeuchtigkeit meist höher als am Tag - oder durch die Nutzung von zwei Luftvolumina, von denen eines künstlich befeuchtet wird, während die natürliche Luft sehr trocken ist", verdeutlicht Entwicklungsleiter Vinayak P. Dravid. Solche Verhältnisse findet man beispielsweise in Wüstengebieten. Wasser lässt sich dort aus der Nachtluft gewinnen, beispielsweise durch gespeicherten Solarstrom.

Abfallwärme genügt

"Die Feuchtigkeitsschwankungsmethode ermöglicht die CO2-Bindung bei niedriger Luftfeuchtigkeit und die Freisetzung bei hoher Luftfeuchtigkeit, wodurch die Energiekosten für die Regeneration eines Sorptionsmittels gesenkt oder eliminiert werden", so Dravids Kollege Benjamin Shindel. Die Methode sei attraktiv, da sie die CO2-Entfernung praktisch überall ermögliche und Synergien nutzen kann, etwa von industriellen Anlagen, die minderwertige Abfallwärme erzeugen, die anderweitig nicht nutzbar ist. Die Suche nach optimalen Materialien geht indes weiter. Infrage kommen neben Aktivkohle und Aluminiumoxid auch nanostrukturiertes Graphit, Kohlenstoff-Nanoröhren und Flockengraphit sowie Metalloxid-Nanopartikel.

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