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Professor Jun Huang has developed small plates that capture and convert CO2 (pictured in his hand).

Die Plättchen auf der Hand absorbieren CO2 und wandeln es in Treibstoff oder andere Chemikalien um. Bild: Luisa Low/University of Sydney

Treibstoff aus CO2 – Forscher entwickeln neue Methode der künstlichen Photosynthese



CO2 ist das Problem unserer Zeit. Das Treibhausgas macht mit derzeit über 400 ppm (parts per million = Millionstel) nur einen kleinen Teil der irdischen Atmosphäre aus, aber sein Beitrag ist entscheidend. Seit Beginn der Industrialisierung hat die CO2-Konzentration in der Atmosphäre von 280 ppm auf über 400 ppm zugenommen – mit drastischen Folgen für das Klima und den Anstieg des Meeresspiegels. Für diesen Anstieg verantwortlich ist in erster Linie die Verbrennung von fossilen Energieträgern, bei der CO2 freigesetzt wird.

Zugleich ist CO2 aber auch unverzichtbar für das Leben auf der Erde. Pflanzen benötigen das Gas für die Photosynthese, bei der Sonnenenergie in chemische Energie umgesetzt und dabei Sauerstoff freigesetzt wird. CO2 wird im Laufe dieses Prozesses gebunden und dadurch der Atmosphäre entzogen – Pflanzen sind damit natürliche Kohlenstoffsenken.

So klingt die Idee, das Treibhausgas durch eine Art künstlicher Photosynthese aus der Luft zu holen und damit Treibstoffe oder andere Chemikalien herzustellen, sehr verlockend. Mehrere Projekte in Forschung und Wirtschaft verfolgen diesen Ansatz, etwa eine Forschungsgruppe der ETH Zürich, die in einer Mini-Raffinerie nachhaltigen Treibstoff aus Sonnenlicht und Luft herstellt, oder die kanadische Firma Carbon Engineering, die aus der Luft herausgefiltertes CO2 in Benzin umwandelt.

Mikroplatten aus Kohlenstoff

Auch Professor Jun Huang von der University of Sydney beschreitet diesen Weg. «Wir haben uns von Pflanzen und Blättern inspirieren lassen und eine künstliche Methode der Photosynthese entwickelt», sagt Huang in einer Mitteilung der Hochschule. Um die Photosynthese zu simulieren, hat sein Team sogenannte «Microplates» (Mikroplatten) aus Kohlenstoff gebaut, die mit winzigen Kohlepartikeln übersät sind, die wiederum «Poren» enthalten.

Das Team um Professor Jun Huang (l.) hat sich von Pflanzen und Blättern inspirieren lassen.

Das Team um Professor Jun Huang (l.) hat sich von Pflanzen und Blättern inspirieren lassen. Bild: Luisa Low/University of Sydney

Diese absorbieren CO2 und Wasser. «Sobald CO2 und Wasser absorbiert sind, beginnt ein chemischer Prozess, der beide Stoffe verbindet und sie in Kohlenwasserstoff umwandelt – einen organischen Stoff, der für Treibstoffe, Medikamente, Agrochemikalien, Textilien und Baustoffe verwendet werden kann», erklärt Huang, dessen Studie im Fachmagazin «Chemical Communications» erschienen ist.

Die Mikroplatten sind erst der Anfang, wenn es nach Huang geht. In der Zukunft soll die Technologie in grösserem Massstab Anwendung finden: «Die nächste Phase unserer Forschung», erläutert Huang, «wird auf die gross angelegte katalytische Synthetisierung und die Planung eines Reaktors für die industrielle Umwandlung fokussieren.»

Wenn aus der Atmosphäre gefiltertes CO2 für Baustoffe oder dergleichen verwendet wird, ist es für längere Zeit gebunden und wirkt dann nicht als Treibhausgas. Stellt man dagegen Treibstoffe daraus her, gelangt es bei deren Verbrennung wieder in die Luft. Der Unterschied zu herkömmlichen Treib- und Brennstoffen liegt darin, dass diese vor Jahrmillionen gebundenes CO2 freisetzen und damit die Gesamtmenge des Treibhausgases erhöhen.

(dhr)

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18
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18Alle Kommentare anzeigen
    Alle Leser-Kommentare
  • Tiptopf 04.10.2019 10:58
    Highlight Highlight Spannender Artikel
  • just sayin' 04.10.2019 07:08
    Highlight Highlight wir leben in sehr interessanten zeiten!

    auch sehr interessant hört sich die forschung an tierischen stoffen, welche elektrizität aus sonnlicht herstellen (und speichern!) können.
  • Posersalami 03.10.2019 23:22
    Highlight Highlight Wenn man sowas entwickelt hat ist es dringend nötig, einen möglichst grossen Teil davon irgendwo ein einem tiefen Loch zu verbuddeln. Sinn macht das sowieso erst, wenn wir weitgehend CO2 frei produzieren können. Den Rest zu "netto 0" kann man dann mit solchen Technologien wegpuffern und langsam das CO2 aus der Atmosphäre holen. Nur nutzen darf man die Produkte dann nicht, sonst ist alles für die Katz.
    • Rabbi Jussuf 04.10.2019 01:45
      Highlight Highlight Nix für die Katz!
      Das ist ein Ersatz für Kohlenwassertoffe wie Öl, das dann im Boden bleibt.
      Das bringt viel mehr, weil es wirtschaftlich verwertbar ist. Das Zeug zu vergraben würde nur dann etwas bringen, wenn es kaum etwas kostet.
      Man muss in dieser Geschichte eben ökonomisch denken, nicht nur ökologisch.

      Wäre schön, wenn noch viele solcher Projekte Erfolg hätten!
    • Posersalami 04.10.2019 13:31
      Highlight Highlight Einfach mal kurz nachdenken: Durch die Nutzung als Brennstoff gibts kein einziges Co2 Molekül weniger in der Atmosphäre.
  • NiemandWirklich 03.10.2019 20:12
    Highlight Highlight 249 μmol Methanol pro Gramm Katalysator nach 2.5 Stunden Reaktion. Um 1 Liter Methanol (ca. 10 km Auto fahren) zu produzieren in 2.5 Stunden brauch ich also 100 Kilogramm Katalysator. Der dann alle 7.5 Stunden um 1.2 % an Wirksamkeit abnimmt. Gute Richtung, doch hoffen wir mal auf weitere Verbesserungen.
    • The Destiny // Team Telegram 03.10.2019 20:40
      Highlight Highlight Da macht man besser methan aus co2 das kann mit bestehenden Systemen gut gelagert und verwendet werden.
    • P. Silie 04.10.2019 11:02
      Highlight Highlight ..aller Anfang ist schwer.. aber gute News auf jeden Fall!
  • Skip Bo 03.10.2019 19:41
    Highlight Highlight Was ist der Vorteil gegenüber pflanzlich gebundenem Kohlenstoff wie Holz?
    Erst wenn pro Fläche und Jahr billiger mehr C gebunden wird ergeben sich Vorteile. Ob die Herstellung der Microplates billiger kommt als Wald zu pflanzen darf hinterfragt werden.
    • NiemandWirklich 03.10.2019 19:55
      Highlight Highlight Der Vorteil der einfachen Synthese von kürzeren Kohlewasserstoffen (Holz besteht aus sehr langen) hat den grossen Vorteil, dass bestehende Anlagen zur Trennung jener (vgl. Öl Raffinierien) und Synthese anderer (z.B. Plastik oder Basisverbindungen für Medikamente etc.) mehr oder weniger direkt übernommen werden könnten ohne grössere Änderungen in den Prozessen. Pflanzlich gebundene Kohlenstoffe sind nicht so einfach zu verwenden für chemische Prozesse, da die Auftrennung viel komplizierter respektive aufwendiger ist.
    • Posersalami 03.10.2019 23:28
      Highlight Highlight Eine Buche braucht etwa 80 Jahre, um eine popelige Tonne CO2 aus der Atmosphäre zu absorbieren.

      Es brauch also 80 Bäume, um jedes Jahr 1t CO2 zu substituieren. Die Schweiz verursacht 4.3t pro Kopf, jeder Schweizer müsste also 344 Bäume pflanzen, um CO2 neutral zu werden. Aktuell gibt es 66 Bäume pro Einwohner.. nur um zu zeigen, das es mit Bäume pflanzen einfach nicht getan sein kann.
      https://www.waldschweiz.ch/schweizer-wald/wissen/schweizer-wald/zahlen-fakten/
    • Sam12 04.10.2019 07:22
      Highlight Highlight Billiger ist vielleicht nicht das beste Argument, aber ein wichtiges. Schlussendlich hat Wald noch unzählige andere Vorteile (Ökosysteme, Lebens- und Erholungsraum etc.), welche abgewogen werden müssten. In Gebieten, wo Wald jedoch "nicht möglich" ist, bietet sich dies als eine sehr opportune Option an.
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