{"id":80832,"date":"2020-11-03T06:55:28","date_gmt":"2020-11-03T05:55:28","guid":{"rendered":"https:\/\/rss.nova-institut.net\/public.php?url=https%3A%2F%2Fwww.chemie.de%2Fnews%2F1168335%2Fklimaschutz-chemiker-entwickeln-neues-material-zur-co-abtrennung-aus-industrieabgasen.html%3FWT.mc_id%3Dca0065"},"modified":"2021-09-09T21:14:47","modified_gmt":"2021-09-09T19:14:47","slug":"klimaschutz-bayreuther-chemiker-entwickeln-neues-material-zur-co2-abtrennung-aus-industrieabgasen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/klimaschutz-bayreuther-chemiker-entwickeln-neues-material-zur-co2-abtrennung-aus-industrieabgasen\/","title":{"rendered":"Klimaschutz: Bayreuther Chemiker entwickeln neues Material zur CO2<\/sub>-Abtrennung aus Industrieabgasen"},"content":{"rendered":"

Chemiker der Universit\u00e4t Bayreuth haben ein Material entwickelt, das einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz und zu einer nachhaltigen Industrieproduktion leisten kann. Mit diesem Material kann das Treibhausgas Kohlendioxid (CO2<\/sub>) aus Industrieabgasen, Erdgas oder Biogas pr\u00e4zise abgetrennt und f\u00fcr eine Wiederverwertung bereitgestellt werden. Das Trennverfahren ist sowohl energieeffizient als auch kosteng\u00fcnstig. In der Zeitschrift \u201eCell Reports Physical Science\u201d stellen die Forscher die Struktur und Funktionsweise des Materials vor.<\/strong><\/p>\n

\"Martin
Martin Rie\u00df M.Sc. vor der Messanlage zur dynamischen Gasadsorption in einem Bayreuther Labor f\u00fcr Anorganische Chemie. Foto: Christian Wi\u00dfler<\/figcaption><\/figure>\n

Der 2019 von der Europ\u00e4ischen Kommission vorgestellte \u201eGreen Deal\u201c fordert, die Netto-Emissionen von Treibhausgasen innerhalb der EU bis zum Jahr 2050 auf null zu verringern. Hierf\u00fcr bedarf es innovativer Verfahren, die CO2 <\/sub>aus Abgasen und anderen Gasmischungen abtrennen und zur\u00fcckhalten k\u00f6nnen, so dass es nicht in die Atmosph\u00e4re freigesetzt wird. Das in Bayreuth entwickelte Material hat im Vergleich mit bisherigen Trennverfahren einen grunds\u00e4tzlichen Vorteil: Es ist imstande, CO2<\/sub> vollst\u00e4ndig aus Gasmischungen zu entfernen, ohne CO2<\/sub> chemisch zu binden. Bei den Gasmischungen kann es sich um Abgase aus Industrieanlagen, aber auch um Erdgas oder Biogas handeln. In allen diesen F\u00e4llen lagert sich CO2<\/sub> allein aufgrund physikalischer Wechselwirkungen in den Hohlr\u00e4umen des Materials an. Hier kann es ohne hohen Energieaufwand herausgel\u00f6st werden, so dass es als Ressource f\u00fcr die Industrieproduktion wieder zur Verf\u00fcgung steht. Das Trennverfahren arbeitet also, chemisch gesprochen, nach dem Prinzip der physikalischen Adsorption. Wie ein ger\u00e4umiger Speicher l\u00e4sst sich das neue Material auf energieeffiziente Weise mit Kohlendioxid f\u00fcllen und entleeren. Es wurde in den Bayreuther Laboratorien so strukturiert, dass es aus verschiedensten Gasgemischen jeweils nur das CO2<\/sub> und kein anderes Gas abtrennt.<\/p>\n

\u201eUnserem Forschungsteam ist ein Materialdesign gelungen, das zwei Aufgaben gleichzeitig erf\u00fcllt: Die physikalischen Wechselwirkungen mit CO2<\/sub> sind stark genug, um dieses Treibhausgas aus einem Gasgemisch herauszul\u00f6sen und festzuhalten. Andererseits sind sie aber schwach genug, um das CO2<\/sub> mit nur geringem Energieaufwand aus dem Material wieder zu entfernen\u201c, sagt Martin Rie\u00df M.Sc., Erstautor der neuen Ver\u00f6ffentlichung und Doktorand am Lehrstuhl Anorganische Chemie I der Universit\u00e4t Bayreuth.<\/p>\n

\"Elektronenmikroskopische
Elektronenmikroskopische Querschnitts-Aufnahme des neuen Hybridmaterials. Die Glaspl\u00e4ttchen konnten sehr pr\u00e4zise hergestellt und, von Abstandshaltern unterbrochen, \u00fcbereinander geschichtet werden. Bild: Martin Rie\u00df<\/figcaption><\/figure>\n

Das neue Material ist ein anorganisch-organisches Hybridmaterial. Die chemische Basis sind Tonminerale, die aus Hunderten von einzelnen Glaspl\u00e4ttchen bestehen. Diese sind jeweils nur einen Nanometer dick und exakt \u00fcbereinander gestapelt. Zwischen den einzelnen Glaspl\u00e4ttchen befinden sich organische Molek\u00fcle, die als Abstandshalter fungieren. Sie wurden hinsichtlich ihrer Form und ihrer chemischen Eigenschaften so gew\u00e4hlt, dass die entstehenden Porenr\u00e4ume optimal auf die Anlagerung von CO2<\/sub> zugeschnitten sind. Nur Kohlendioxid-Molek\u00fcle k\u00f6nnen in das Porensystem des Materials eindringen und werden hier festgehalten. Dagegen m\u00fcssen Methan, Stickstoff und andere Abgaskomponenten aufgrund der Gr\u00f6\u00dfe ihrer Molek\u00fcle drau\u00dfen bleiben. Die Forscher nutzen hierbei den sogenannten Molekularsiebeffekt, um die Selektivit\u00e4t des Materials gegen\u00fcber CO2<\/sub> zu erh\u00f6hen. Derzeit arbeiten sie an der Entwicklung eines auf Tonmineralen basierenden Membransystems, welches eine kontinuierliche, selektive und energieeffiziente Abtrennung von CO2<\/sub> aus Gasmischungen erm\u00f6glichen soll.<\/p>\n

Die Entwicklung eines f\u00fcr die Abtrennung und Bereitstellung von CO2<\/sub> ma\u00dfgeschneiderten Hybridmaterials war nur m\u00f6glich, weil in den Bayreuther Laboratorien eine spezielle Messanlage eingerichtet wurde, die pr\u00e4zise Aussagen \u00fcber die Mengen adsorbierter Gase und \u00fcber die Selektivit\u00e4t des adsorbierenden Materials erm\u00f6glicht. So konnten Industrieprozesse realistisch nachgebildet werden. \u201eAlle Kriterien, die f\u00fcr die Bewertung industrieller CO2<\/sub>-Trennverfahren relevant sind, werden von unserem Hybridmaterial hervorragend erf\u00fcllt. Es l\u00e4sst sich kosteng\u00fcnstig herstellen und kann einen wichtigen Beitrag zur Verringerung industrieller Kohlendioxid-Emissionen, aber auch zur Aufbereitung von Biogas und saurem Erdgas leisten\u201c, sagt Martin Rie\u00df.<\/p>\n

Ver\u00f6ffentlichung:<\/h3>\n

Martin Rie\u00df, Ren\u00e9e Siegel, J\u00fcrgen Senker, Josef Breu: Diammonium-Pillared MOPS with Dynamic CO2<\/sub> Selectivity, Cell Reports Physical Science (2020), DOI: 10.1016\/j.xcrp.2020.100210<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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