Schweizer Technologie: CO2 aus der Luft holen – mit einem Förderband
Forschende der Empa entwickeln ein neues Verfahren, um CO2 aus der Atmosphäre zu entfernen.
Das Wichtigste in Kürze
- CO2 aus der Luft zu filtern, benötigt bisher viel Energie und ist teuer.
- Die Empa entwickelt ein Verfahren mit hauchdünnen Beschichtungen auf beweglichen Oberflächen.
- Damit könnte sich CO₂ schneller und mit weniger Energie aus der Luft entfernen lassen.
Um den Klimawandel zu bremsen, reicht es langfristig nicht aus, nur den Ausstoss von Treibhausgasen zu reduzieren. Es muss auch CO₂ aus der Atmosphäre entfernt werden. Dafür gibt es bereits technische Verfahren, doch diese benötigen viel Energie und sind teuer.
Forschende der Eidgenössischen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (Empa) entwickeln deshalb eine neue Methode. Statt CO₂ in grossen Filteranlagen aufzufangen, wollen sie hauchdünne Beschichtungen verwenden, die das Treibhausgas innerhalb von Sekundenbruchteilen aufnehmen und wieder abgeben können.
Ein Förterband für CO2
Bei bisherigen Verfahren zur CO₂-Abscheidung aus der Luft, auch «Direct Air Capture» genannt, blasen Ventilatoren grosse Luftmengen durch spezielle Filter. Diese halten das CO₂ fest. Anschliessend werden die Filter erhitzt, häufig unter vermindertem Druck, damit sie das Gas wieder abgeben. Das verbraucht viel Energie. Denn CO₂ macht nur rund 0,043 Prozent der Luft aus. Um grössere Mengen davon einzufangen, müssen deshalb enorme Luftmengen verarbeitet werden.
Die Empa-Forschenden verfolgen einen anderen Ansatz. Ihre Beschichtungen sollen pro Durchgang zwar weniger CO₂ aufnehmen, dafür aber wesentlich schneller arbeiten. Ein vollständiger Zyklus aus Aufnahme und Freisetzung soll weniger als eine Sekunde dauern.
Das Prinzip lässt sich mit einem Förderband vergleichen. Eine bewegliche Oberfläche, beispielsweise auf rotierenden Zylindern, ist mit einer extrem dünnen Schicht aus speziellen Materialien beschichtet. In einem ersten Bereich strömt Umgebungsluft an der Oberfläche vorbei. Dabei lagert sich CO₂ an der Beschichtung an. Anschliessend bewegt sich die Oberfläche in einen zweiten Bereich. Dort wird sie erwärmt und einem Unterdruck ausgesetzt, sodass das CO₂ wieder freigesetzt und gesammelt werden kann. Danach beginnt der Vorgang von vorne.
Der entscheidende Vorteil liegt in der dünnen Beschichtung. Anders als bei herkömmlichen Filtern muss nur sehr wenig Material erwärmt und wieder abgekühlt werden. Das könnte den Energiebedarf deutlich senken.
Viele kleine Anlagen statt einer grossen
Die Forschenden sehen auch Vorteile bei der Bauweise. Statt grosser und komplexer Anlagen könnten künftig zahlreiche kleinere Einheiten miteinander kombiniert werden. Zudem benötigen die dünnen Beschichtungen weniger Material und liessen sich einfacher austauschen. Möglicherweise könnte die Bewegung der beschichteten Oberflächen sogar dazu beitragen, Luft durch die Anlage zu transportieren. Dadurch wäre weniger Energie für Ventilatoren nötig.
Bisher haben die Empa-Forschenden verschiedene Beschichtungen untersucht und Computersimulationen durchgeführt. Als Nächstes wollen sie eine Versuchsanlage entwickeln. Damit soll gemessen werden, wie schnell die Beschichtungen CO₂ aufnehmen und wieder freisetzen können. Auch ihre Haltbarkeit bei vielen Tausend Durchgängen muss noch untersucht werden. Erst dann wird sich zeigen, ob das neue Verfahren mit bestehenden Technologien konkurrieren kann.
