W\u00e4hrend die Welt weiter fossile Brennstoffe verfeuert, suchen Wissenschaftler nach M\u00f6glichkeiten, das anfallende Kohlendioxid unsch\u00e4dlich zu machen. Mit einem neuen Material l\u00e4sst es sich aus der Luft holen und gleich umwandeln.<\/p>\n
In manchen L\u00e4ndern vor allem in Europa und Nordamerika gibt es zwar Fortschritte bei der Verringerung der CO2-Emissionen Klar ist aber, dass es trotzdem immer wichtiger wird, Methoden zu finden, um Kohlendioxid aus Schornsteinen \u2013 oder auch aus der Atmosph\u00e4re \u2013 einzufangen. Bislang verf\u00fcgbare Systeme f\u00fcr Kraftwerke laufen auf deutlich teureren Strom hinaus. Und zus\u00e4tzlich werfen sie die Frage auf, was mit all dem abgetrennten Gas anzufangen ist.<\/p>\n
Ein Team von Wissenschaftlern am Lawrence Berkeley National Laboratory und an der University of California in Berkeley hat vor diesem Hintergrund jetzt ein neues Verfahren vorgestellt: Es benutzt extrem por\u00f6se Molekularstrukturen, so genannte Covalent Organic Frameworks oder COFs mit Katalysatoren, um Kohlendioxid zu Kohlenmonoxid umzuwandeln. Aus diesem Stoff lassen sich unterschiedliche Dinge wie Treibstoffe, Plastik und sogar Arzneimittel herstellen.<\/p>\n
Laut Chris Chang, Chemiker am National Laboratory in Berkeley und einer der Leiter des Teams, basieren die neuen Materialien auf \u201eeiner sehr stabilen, por\u00f6sen Struktur, die mit all diesen Katalysatoren versehen ist\u201c. Die Forschungsarbeit ist noch in einem fr\u00fchen Stadium und von einem Einsatz im Kraftwerksma\u00dfstab weit entfernt. Doch sie k\u00f6nnte ein wichtiger Schritt auf dem Weg zu realistischen M\u00f6glichkeiten f\u00fcr die Abtrennung und Nutzung von Kohlendioxid aus Abgasen sowie Umgebungsluft sein.<\/p>\n
COFs wurden Mitte der 2000er Jahre erstmals von Omar Yaghi entwickelt, der heute als Chemie-Professor in Berkeley und als Co-Direktor des Kavli Energy NanoSciences Institute t\u00e4tig ist. Bei ihnen handelt es sich um sehr komplizierte, h\u00f6chst por\u00f6se Kristalle mit einer Reihe von Anwendungsm\u00f6glichkeiten bei Gasspeicherung, Photonik und verschiedenen chemischen Prozessen. Als Material zum Auffangen von Kohlendioxid sind sie besonders wertvoll, weil sie mit Wasser funktionieren. Man braucht also nicht mehr die giftigen organischen L\u00f6sungsmittel, die bei anderen Formen der Kohlendioxid-Abscheidung erforderlich sind \u2013 dadurch \u201el\u00f6st man nicht mehr ein Problem, indem man ein anderes schafft\u201c, wie Yaghi sagt.<\/p>\n
Das Kohlendioxid einzufangen, ist nur der erste Teil der L\u00f6sung \u2013 es muss m\u00f6glichst auch in verwendbare Materialien umgewandelt werden. \u201eDie Herausforderung war schon immer, daraus einen Ausgangsstoff zu machen, der als Rohmaterial f\u00fcr n\u00fctzliche Chemikalien dienen kann\u201c, sagt Yaghi. \u201eUnsere Arbeit ist der erste Schritt zur L\u00f6sung dieser Herausforderung.\u201c<\/p>\n
In den letzten Jahren gab es kaum noch Fortschritte bei Versuchen, Kohlendioxid aus den Abgasen von Kraftwerken zu entfernen. Die meisten aktuellen Ans\u00e4tze basieren entweder auf einer Abscheidung nach dem Verbrennen, meist mit L\u00f6sungsmitteln auf Amin-Basis; au\u00dferdem gibt es das Prinzip, Kohle vor dem Verbrennen zu Gas zu machen, sowie die so genannte Oxyfuel-Verbrennung mit reinem Sauerstoff statt Umgebungsluft. All diese Verfahren funktionieren, sind aber auch teuer und ineffizient. Und keines davon eignet sich f\u00fcr die Entfernung von bereits emittiertem Kohlendioxid aus der Atmosph\u00e4re.<\/p>\n
Neuartige Techniken wie die von Yaghi und seinem Team k\u00f6nnten neue Wege zu einer effizienteren Kohlendioxid-Abscheidung er\u00f6ffnen. Ein begrenzender Faktor dabei ist, dass f\u00fcr die Katalyse Energie erforderlich ist, so dass Abscheidung und Umwandlung selbst Energie ben\u00f6tigen. Eines der Ziele ist laut Yaghi und Chang deshalb, die Technik daf\u00fcr mit Solarmodulen zu verbinden.<\/p>\n
\u201eSelektive Kohlendioxid-Abscheidung ist eine echte Herausforderung\u201c, sagt Yaghi, \u201eund die Umwandlung in ein n\u00fctzliches Material macht sie noch gr\u00f6\u00dfer. Vor f\u00fcnf Jahren h\u00e4tten wir noch nicht sagen k\u00f6nnen, dass wir dazu in der Lage sind. Jetzt w\u00fcrde ich zwar nicht sagen, das Problem ist gel\u00f6st, aber wir k\u00f6nnen zumindest sagen, dass es l\u00f6sbar erscheint.\u201c<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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