„Klima-Rücklauf“: Forscher wandeln CO2 wieder in Kohle um

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„Weltweit erster Durchbruch“

Erstmals ist es gelungen, mit Hilfe von Flüssigmetall als Katalysator die Verbrennung von Kohle samt CO2-Entstehung bei Raumtemperatur wieder rückgängig zu machen, so eine Medienmitteilung der australischen RMIT University (Royal Melbourne Institute of Technology). Dabei wird das Treibhausgas in einem Feststoff gebunden. Der „weltweit erste Durchbruch, der unseren Ansatz zur CO2-Abscheidung und -Speicherung verändern könnte“, könnte helfen, der Atmosphäre entzogenes CO2 in großem Umfang zu lagern.

Ein Forscherteam der RMIT University in Melbourne hat eine neue Technik entwickelt, die CO2 aus einem Gas effizient in feste Kohlenstoffpartikel umwandelt. Die in Nature Communications veröffentlichten Ergebnisse bieten möglicherweise einen alternativen Weg, um das Treibhausgas sicher und dauerhaft aus unserer Atmosphäre zu entfernen.

Aktuelle Technologien zur CO2-Abscheidung und -Speicherung konzentrieren sich darauf, CO2 in flüssiger Form zu verdichten, an einen geeigneten Ort zu transportieren und unter Tage zu injizieren. Die Umsetzung wurde jedoch durch technische Herausforderungen, Fragen der Wirtschaftlichkeit und Umweltschutzbedenken über mögliche Leckagen aus den Lagerstätten behindert.

RMIT-Forscher Torben Daeneke, Fellow des australischen Forschungsrats DECRA, sagte, die Umwandlung von CO2 in einen festen Stoff könnte ein nachhaltigerer Ansatz sein: „Obwohl wir die Zeit nicht buchstäblich zurückdrehen können, ist es ein bisschen so, als ob wir die Emissionsuhr zurückdrehen würden, wenn wir Kohlendioxid wieder in Kohle verwandeln und in den Boden vergraben würden. Bislang wurde CO2 erst bei extrem hohen Temperaturen in einen Feststoff umgewandelt, das war industriell unwirtschaftlich. Durch die Verwendung von Flüssigmetallen als Katalysator haben wir gezeigt, dass es möglich ist, das Gas bei Raumtemperatur wieder in Kohlenstoff umzuwandeln, und das in einem effizienten und skalierbaren Prozess. Obwohl noch mehr Forschung geleistet werden muss, ist es ein entscheidender erster Schritt, um eine solide Speicherung von Kohlenstoff zu erreichen.“

Wie die Kohlenstoffumwandlung funktioniert

Hauptautorin Dorna Esrafilzadeh, wissenschaftliche Mitarbeiterin des Vizekanzlers der RMIT School of Engineering, entwickelte die elektrochemische Technik zur Abscheidung und Umwandlung von atmosphärischem CO2 in speicherbaren festen Kohlenstoff. Um CO2 umzuwandeln, bauten die Forscher einen Flüssigmetallkatalysator mit spezifischen Oberflächeneigenschaften, der ihn äußerst effizient Strom leiten lässt und gleichzeitig die Oberfläche chemisch aktiviert. Das Kohlendioxid wird in einem Gefäß gelöst, das mit einer Elektrolytflüssigkeit und einer kleinen Menge flüssigen Metalls gefüllt ist, das dann mit einem elektrischen Strom geladen wird.

Das CO2 wandelt sich langsam in feste Kohlenstoffflocken um, die auf natürliche Weise von der Oberfläche des flüssigen Metalls gelöst werden, was die kontinuierliche Produktion von kohlenstoffhaltigem Feststoff ermöglicht. Laut Esrafilzadeh könnte der erzeugte Kohlenstoff auch als Elektrode verwendet werden.

„Ein Nebeneffekt des Prozesses ist, dass der Kohlenstoff elektrische Ladung speichern kann und zu einem Superkondensator wird, so dass er möglicherweise als Komponente in zukünftigen Fahrzeugen verwendet werden kann. Das Verfahren erzeugt auch synthetischen Kraftstoff als Nebenprodukt, der auch in der Industrie eingesetzt werden kann.“

Die Forschung wurde in der MicroNano Research Facility des RMIT und der RMIT Microscopy and Microanalysis Facility durchgeführt und vom Australian Research Council Centre for Future Low-Energy Electronics Technologies (FLEET) und dem ARC Centre of Excellence for Electromaterials Science (ACES) unterstützt. Beteiligt waren auch Forscher aus Deutschland (Universität Münster), China (Nanjing University of Aeronautics and Astronautics), den USA (North Carolina State University) und Australien (UNSW, University of Wollongong, Monash University, QUT) beteiligt.

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