Direct Air Capture (DAC) k\u00f6nnte der Schl\u00fcssel zur Rettung der Erde vor den Auswirkungen des Klimawandels sein, aber es gibt einen Haken: Es ist wirklich schwer zu machen.<\/p>\n\n\n\n
Technologien zur Direct Air Capture sind darauf ausgelegt, Kohlendioxid aus der Luft zu entfernen, obwohl es bei DAC-Materialien noch viel Raum f\u00fcr Verbesserungen gibt. Andere Molek\u00fcle in der Luft, insbesondere Wasser, liegen in viel h\u00f6heren Konzentrationen vor als Kohlendioxid oder CO2<\/sub>. Sie beginnen miteinander zu konkurrieren, und letztendlich wird Kohlendioxid nicht aufgefangen – zumindest nicht in gro\u00dfen Mengen.<\/p>\n\n\n\n “Wenn Materialien gut darin sind, Kohlendioxid zu binden, sind sie in der Regel auch gut darin, mehrere Gase zu binden”, erkl\u00e4rt Katherine Hornbostel, Assistenzprofessorin f\u00fcr Maschinenbau und Materialwissenschaften an der Swanson School of Engineering der Universit\u00e4t Pittsburgh. “Es ist wirklich schwierig, diese Materialien so einzustellen, dass sie nur Kohlendioxid binden, aber sonst nichts, und genau darauf konzentriert sich diese Forschung.<\/p>\n\n\n\n Hornbostel wird unterst\u00fctzt von Nathaniel Rosi, einem Chemieprofessor an der Pittsburgh Swanson School, und Christopher E. Wilmer, au\u00dferordentlicher Professor f\u00fcr Chemie- und Erd\u00f6ltechnik und William Kepler Whiteford Faculty Fellow an der Swanson School. Janice Steckel, wissenschaftliche Mitarbeiterin am National Energy Technology Laboratory, und die Doktoranden Paul Boone, Austin Lieber und Yiwen He werden ebenfalls an dem Projekt arbeiten. Gemeinsam haben sie einen Artikel f\u00fcr die Royal Society of Chemistry ver\u00f6ffentlicht, in dem es um die Entwicklung neuer metallorganischer Ger\u00fcste (MOFs) geht, die ausschlie\u00dflich zur Abscheidung von Kohlendioxid dienen.<\/p>\n\n\n\n MOFs, ein Forschungsschwerpunkt in Wilmers Labor, sind hoch angesehen f\u00fcr ihre F\u00e4higkeit, por\u00f6se Membranen zu nutzen, um gro\u00dfe Mengen von Gasen abzuscheiden, und k\u00f6nnen durch Computermodellierung statt durch herk\u00f6mmliches Ausprobieren entwickelt werden.<\/p>\n\n\n\n Das MOF h\u00e4tte ein Kern-Schale-Design, d. h. Kohlendioxid w\u00fcrde im Kern eingeschlossen, w\u00e4hrend die Schale andere Gase, insbesondere Wasser, blockieren k\u00f6nnte. Die Schale und der Kern w\u00fcrden aus unterschiedlichen MOF-Materialien bestehen, wobei das Schalen-MOF darauf ausgelegt ist, Wasser zu verlangsamen, und das Kern-MOF darauf, CO2<\/sub> zu binden.<\/p>\n\n\n\n “Wenn man versucht, mit einem Klebstoff zu arbeiten, kann es schwierig sein, etwas zu finden, das an einem Material klebt und nicht auch an dem anderen Material, und das gilt bis hinunter auf die molekulare Skala”, so Wilmer. “Wenn wir also ein Material herstellen, das sehr stark an Kohlendioxid haftet, ist es in der Regel unbeabsichtigt auch an Wasser klebrig. Wir versuchen, einen Weg zu finden, diese klebrigen Oberfl\u00e4chen vor Wasser zu sch\u00fctzen.<\/p>\n\n\n\n Derzeit setzt die Gruppe Computermodelle ein, um die besten Materialien f\u00fcr den Kern und die H\u00fclle der MOFs zu finden.<\/p>\n\n\n\n Die Forschung im Bereich der Direct Air Capture befindet sich noch in einem fr\u00fchen Stadium der Entwicklung, aber es gibt bereits zahlreiche potenzielle Einsatzm\u00f6glichkeiten f\u00fcr diese Technologien. Laut Hornbostel schlagen einige Forscher gro\u00dfe Anlagen in unbewohnten Gebieten vor, w\u00e4hrend andere die Nutzung bestehender Infrastrukturen bevorzugen, in denen Dampf und Strom bereits verf\u00fcgbar sind. Aber so oder so, damit diese Technologie funktioniert, muss eine Menge Luft in Bewegung sein – und das kann \u00fcberall sein.<\/p>\n\n\n\n Die Forscher haben langfristige Pl\u00e4ne f\u00fcr die Direct Air Capture, die \u00fcber die Umkehrung der Auswirkungen des Klimawandels hinausgehen. Diese Technologie kann auch bei der Erforschung des Weltraums und des Lebens auf anderen Planeten helfen.<\/p>\n\n\n\n “Wenn wir auf anderen Planeten, wie dem Mars, leben, k\u00f6nnen wir durch\u00a0Direct Air Capture Treibstoff f\u00fcr die R\u00fcckkehr zur Erde gewinnen”, so Wilmer. “Jede Technologie, die wir entwickeln, bringt den Ball weiter nach vorne.<\/p>\n\n\n\nOriginalver\u00f6ffentlichung<\/h2>\n\n\n\n