Hybridmaterial saugt CO2 aus Industrieabgas

Verfahren von Forschern der Universität Chiba setzt auf Natriumcarbonat bei geringer Wärme

Abgase: Aus Schornsteinen soll kein CO2 mehr quillen (Foto: geng huang, pixabay.com)

Chiba (pte004/06.08.2024/06:15) - Die Chance, CO2 aus den Abgasen von Wärmekraftwerken und Industrieanlagen wie Zement- und Glasfabriken wirtschaftlich abzutrennen, steigt dank Forschern der Universität Chiba ( https://www.chiba-u.ac.jp/e/ ). Sie haben ein Hybridmaterial entwickelt, das das Klimagas effektiv bindet und über einen längeren Zeitraum stabil und wirtschaftlich regenerierbar macht, sodass es mindestens zehnmal wiederverwendet werden kann.

Hirofumi Kanoh und sein Kollege Bo Zhang setzen Natriumcarbonat (Na2CO3) ein, das auch andere schon genutzt haben, weil es eine hohe CO2-Abscheiderate hat und bei den typischen Temperaturen von Abgasen effektiv arbeitet. Bisher hat sich dieses Material allerdings nicht durchgesetzt, weil es innerhalb kürzester Zeit verklumpt und seine Anziehungskraft auf das Klimagas verliert.

Langlebig dank Kohlenstoffhülle

Das Problem haben die Forscher gelöst, indem sie die Natriumcarbonat-Moleküle in ein Skelett aus Kohlenstoff eingebettet haben, das nanometergroße Poren hat. So bleibt das Material aktiv, bis es mit CO2 gesättigt ist. Zudem steigt die Abscheiderate um 20 Prozent - das heißt, das verhüllte Natriumcarbonat sammelt 20 Prozent mehr Klimagas ein als das unverhüllte, wenn es frisch ist, und das über einen längeren Zeitraum.

Um das Hybridmaterial wieder vom CO2 zu befreien, sodass es als Chemierohstoff genutzt oder endgelagert werden kann, reicht eine Erwärmung auf 80 Grad Celsius in einer Stickstoffatmosphäre. Bei anderen Techniken sind weit höhere Temperaturen nötig. 80 Grad lassen sich dagegen mit Abfallwärme erreichen, etwa aus den Abgasen von Kraftwerken und Industrieanlagen, sodass keine Fremdenergie aufgewandt werden muss.

Neue Waffe gegen Klimawandel

"Durch die Umwandlung von Na2CO3, das bereits eine gute CO2-Abscheidungskapazität besitzt, in ein Nanokomposit, wurde es möglich, die Reaktionsgeschwindigkeit zu verbessern und die Zersetzungs- und Regenerationstemperatur zu senken", freut sich Kanoh. Zudem sei die Gefahr von Korrosion gebannt, die bei flüssigen Adsorbentien besteht, wie sie bisher oft verwendet werden. "Die Verringerung der CO2-Emissionen ist dringend nötig, um den Klimawandel aufzuhalten", so der Chemieprofessor.

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