Synthetischer Sand bremst Klimawandel ein
Verfahren der Northwestern University überkompensiert Emissionen bei der Zementherstellung
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Synthetischer Sand: Dieser soll das Klima nachhaltig entlasten (Foto: northwestern.edu) |
Evanston/Chicago (pte001/20.03.2025/06:00)
Forscher der Northwestern University nutzen bei der Zementherstellung einen Sandersatz und kompensieren beim Anmischen von Beton somit die CO2-Emissionen doppelt. Der synthetische Sand enthält zur Hälfte CO2. Vier Teile davon kommen auf einen Teil Zement, wenn Beton hergestellt wird, sodass der gesamte Prozess als CO2-Vernichter fungiert, denn das Klimagas wird bei der Herstellung des Sandersatzes aus der Luft genommen.
Grüner Wasserstoff entsteht
Alessandro Rotta Loria und sein Team nutzen Elektrolyse, um Meerwasser zu spalten. Der schwache Strom, der zwischen den beiden eingetauchten Elektroden fließt, erzeugt Hydroxidionen und Wasserstoff, der ausperlt und sich einfangen lässt. Dieser verbindet sich mit CO2, das die Forscher während der Elektrolyse in das Meerwasser einleiten, und anderen gelösten Ionen, wie Kalzium und Magnesium, die natürlicherweise im Meerwasser vorkommen, zu einem sandähnlichen Material.
Bei der Reaktion entstehen feste Mineralien, darunter Kalziumkarbonat und Magnesiumhydroxid. Kalziumkarbonat wirkt direkt als Kohlenstoffsenke, während Magnesiumhydroxid durch weitere Wechselwirkungen mit CO2 Kohlenstoff bindet. Loria vergleicht den Prozess mit der Technik, die Korallen und Muscheln zur Bildung ihrer Schalen verwenden. Dabei nutzen sie Energie aus ihrem Stoffwechsel, um gelöste Ionen in Kalziumkarbonat umzuwandeln. Anstelle von Stoffwechselenergie setzt Lorias Team elektrische Energie ein, um den Prozess in Gang zu setzen, und verstärken die Mineralisierung durch die Injektion von CO2.
Nützlich für Farben und Putze
Die Konsistenz des Materials lässt sich durch Veränderung der Parameter an die jeweiligen Bedürfnisse anpassen. Je nach Spannung, Stromstärke und der eingeblasenen Menge an CO2 entstehen flockige, poröse oder besonders harte Mineralien. "Wir können die Eigenschaften vollständig kontrollieren. Das gibt uns eine gewisse Flexibilität bei der Entwicklung von Materialien, die für verschiedene Anwendungen geeignet sind", weiß Loria.
Diese Materialien können, je nach ihrer Konsistenz, in Beton als Ersatz für Sand und/oder Kies und zur Herstellung von Putz und Farbe verwendet werden. Loria will für die technische Herstellung von synthetischem Sand große Reaktoren nutzen, die direkt an den Meeresküsten aufgestellt werden. Das CO2 soll nebenan aus der Luft entnommen werden und der Strom aus benachbarten Solar- und Windkraftwerken kommen. In den USA können dafür auch Meereskraftwerke genutzt werden, heißt es.
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