CO2 aus feuchten Abgasen entfernen

Damit CO2 erst gar nicht in die Atmosphäre gelangt, könnte man es aus Abgasen abscheiden, in Gestein speichern oder wiederverwerten. Forscher haben nun Materialien vorgestellt, mit denen sich das Treibhausgas sogar aus feuchten Gasen effizient herauslösen lässt.

An Materialien, mit denen sich das CO2 aus Abgasen entfernen lässt, wird rege geforscht. Insbesondere Stoffe aus der Familie der Metallorganischen Gerüstverbindungen (MOFs) gelten als vielversprechend. Ein Problem dieser Materialien ist jedoch bisher, dass die meisten Wasser noch besser binden als CO2. Das heißt, dass feuchte Rauchgase zunächst getrocknet werden müssen, bevor sich das CO2 daraus entfernen lässt. Technisch ist das zwar machbar, aber teuer.

Um das Problem zu umgehen, nutzte ein Team um Berend Smit von der ETH Lausanne (EPFL) nun einen Ansatz aus der Medikamentenentwicklung: Bei der Suche nach neuen Wirkstoffkandidaten werden zunächst Millionen von Substanzen auf ihre Fähigkeit getestet, an eine für die Krankheit essenzielle Zielstruktur zu binden. Durch Vergleich aller Moleküle, die dies tun, lässt sich ein gemeinsames „Motiv“ - also ein Element in der Struktur dieser Substanzen - identifizieren, das für die Bindung verantwortlich ist. Dieses Motiv dient als Basis für das Design der tatsächlichen Wirkstoffmoleküle.

Systematische Suche

Analog gingen die EPFL-Forscher vor: Mit diesem Ansatz entwarfen sie am Computer 325.000 Materialien aus der Familie der sogenannten Metallorganische Gerüstverbindungen, deren Gemeinsamkeit die Fähigkeit zur CO2-Bindung ist. Anschließend engten sie die Auswahl ein anhand von Strukturmotiven in diesen Materialien, die zwar CO2 gut binden, nicht jedoch Wasser. Der Algorithmus lieferte am Ende 35 Kandidatenmaterialien, die CO2 aus feuchten Rauchgasen besser entfernen als die bereits kommerziell verfügbaren.

Das Team ging schließlich noch einen Schritt weiter und synthetisierte diese Materialien. In Zusammenarbeit mit internationalen Kollegen testeten sie die Fähigkeit der Stoffe zur CO2-Abscheidung aus feuchten Rauchgasen und verglichen diese mit bisherigen Materialien. Die Experimente bestätigten die computerbasierten Vorhersagen.

science.ORF.at/APA

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