So holen wir CO2 aus der Atmosphäre wieder zurück

Vom Treibhausgas zum Rohstoff – so wird die Atmosphäre von CO2 befreit. Immer mehr Forscher bemühen sich, Wege zu finden, um das Treibhausgas CO2 wieder aus der Atmosphäre zu entfernen.

Und das nicht umsonst, ist die Konzentration an Kohlendioxid – kurz CO2 – seit Beginn des Industriezeitalters doch um rund 40 Prozent angestiegen. Der Grund hierfür liegt in der verstärkten Verbrennung fossiler Brennstoffe wie Kohle, Öl und auch Erdgas. Daher haben die Teilnehmer der UN-Klimakonferenz in Paris erklärt, den weiteren Anstieg der Kohlendioxidkonzentration zu begrenzen und weniger Kohlendioxid freizusetzen. Darüber hinaus gibt es inzwischen jedoch auch Möglichkeiten, CO2 wieder aus der Atmosphäre zurückzuholen und sogar als Rohstoff zu nutzen.

Südafrika – Plankton bindet CO2

Nach einer Untersuchung des Meeres durch südafrikanische Ozeanographen ist klar, dass Plankton größere Mengen an Kohlendioxid bindet, als bislang angenommen. Ein Problem stellt dabei jedoch das bedrohte Planktonwachstum dar. 

Israel – CO2-Umwandlung mithilfe von Bakterien

Die Umwandlung von CO2 in Wertstoffe beschäftigt Wissenschaftler schon seit vielen Jahren. Der Grundsatz ist simpel: CO2 plus Wasser plus die entsprechende Menge an Energie ergibt theoretisch jede Form von Kohlenwasserstoff. Damit das Ganze jedoch umweltfreundlich bleibt, kommen nur erneuerbare Energien aus Wind und Sonne infrage.

Darüber hinaus gibt es aber noch einen ganz anderen Ansatz: Der US-Unternehmer Craig Vetter möchte nämlich Bakterien genetisch so weit verändern, dass sie Treibstoffe produzieren.

Wissenschaftlern des Weizmann Institutes in Rechovot, Israel, ist dies bereits gelungen. Dort reprogrammierte E.Coli-Bakterien wandeln CO2 in Zucker um. Dies wurde durch eine zielgerichtete künstliche Evolution im Labor ermöglicht, bei der die Bakterien vom Zuckerkonsum entwöhnt und hin zur Aufnahme von Kohlendioxid "gedrängt" wurden.

Um auf diese Weise manipulierte Bakterien jedoch zur Reduktion von CO2 in der Atmosphäre einzusetzen, bedarf es noch einiger Verbesserungen. So benötigt das momentan im Labor verwendete System immer noch organische Salze der Brenztraubensäure als Energiequelle. Nichtsdestotrotz sind die Forscher optimistisch, dass es sich letztendlich nur um eine Frage der Zeit handelt, bis sich ihr System in der Atmosphäre einsetzen lässt.

Auch ein Einsatz der so gewonnenen Erkenntnisse in der Landwirtschaft ist denkbar. Etwa um Pflanzen so zu optimieren, dass sie verstärkt CO2 aus der Luft aufnehmen und vielleicht sogar höhere Erträge liefern.

Schweiz – mit Solarenergie zu Benzin

Wissenschaftler des Paul-Scherrer-Instituts (PSI) in Villigen und der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) in Zürich haben es geschafft, ein thermochemisches Verfahren zu entwickeln, das die Umwandlung von CO2 und Wasser in Treibstoffe wie Benzin, Diesel und Methan ermöglicht.

Hierfür wird vor allem gebündeltes Sonnenlicht sowie ein spezieller, von den Schweizer Forschern entwickelter Katalysator benötigt. Bei diesem handelt es sich um eine Verbindung des Selten-Erd-Metalls Cer sowie Sauerstoff mit einem Zusatz von Rhodium, die Kohlendioxid und Wasser zu Kohlenmonoxid und Wasserstoff aufspalten. Aus diesen können wiederum flüssige oder gasförmige Treibstoffe gewonnen werden, die entweder direkt in das Erdgasnetz eingespeichert oder aber in Tanks gespeichert werden können. Ebenso interessant wie die Entnahme von CO2 aus der Luft ist bei dieser Technologie die Speicherung von Sonnenenergie in Form energiereicher Kohlenwasserstoffe.

Die Funktion dieses Prinzips ist mittlerweile eindeutig bewiesen worden, auch wenn momentan nur kleine Mengen an direkt verwertbaren Treibstoffen gewonnen werden können. Nun liegt es an den Forschern, dieses System zu optimieren und reif für die Praxis zu machen. 

Deutschland – weniger Fleisch für weniger CO2

Deutschland soll bis 2015 CO2-neutral gestaltet werden. So sollen Autos und Heizungen in Zukunft nicht nur ohne fossile Brennstoffe laufen, die Deutschen sollen auch ihren Fleischkonsum einschränken.

Darüber hinaus haben sich Forscher der Universität Bochum sowie der TU Berlin auch mit der Umwandlung von CO2 in Ethylen, einem in der chemischen Industrie überaus bedeutsamen Grundstoff, befasst. Dazu ist ein spezieller, anorganischer Kupfer-Katalysator entwickelt worden, der eine wesentlich höhere Produktionsrate an Ethylen aufweist als bisher bekannte Modelle. Zudem wirft der neue Kupfer-Katalysator kaum unerwünschte Nebenprodukte ab. Dies wird durch eine Behandlung der Oberfläche mit einem Wasserstoff- und Sauerstoffplasma erreicht, die eine Optimierung der Oberfläche erlaubt. 

Von neuen chemischen Katalysatoren über CO2-umwandelnde Bakterien bis hin zu Plankton, der CO2 bindet, die Rückgewinnung von CO2 aus der Atmosphäre sowie dessen Umwandlung in Treibstoffe ist nur mehr eine Frage der Zeit.

Quelle: n24

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