Die direkte Abscheidung von Kohlendioxid aus der Umgebungsluft gilt als möglicher Baustein auf dem Weg zu Netto-Null. Bislang ist das Verfahren jedoch technisch aufwendig: Weil die Luft nur rund 430 CO₂-Teilchen pro Million Teilchen enthält, müssen grosse Luftmengen durch Filter bewegt werden. Anschliessend werden die Filter meist unter Vakuum und mit Wärme regeneriert. Das kostet Energie und Material. [1][2]

Ein Zyklus in weniger als einer Sekunde

Forschende der Empa in St. Gallen schlagen nun ein anderes Prinzip vor. Ultradünne, amin-haltige Beschichtungen sollen CO₂ nicht tief in einem porösen Material speichern, sondern direkt an ihrer Oberfläche binden. Pro Durchgang würde weniger CO₂ aufgenommen. Dafür soll ein vollständiger Aufnahme- und Abgabezyklus weniger als eine Sekunde dauern, statt mehrere Minuten. Die Idee setzt damit auf viele schnelle Zyklen statt auf eine möglichst grosse Speichermenge je Zyklus. [1]

Das System lässt sich als Förderband denken: Eine beschichtete Fläche bewegt sich fortlaufend durch zwei getrennte Bereiche. Im ersten strömt Umgebungsluft vorbei und CO₂ lagert sich an. Im zweiten wird die Beschichtung erwärmt und der Druck gesenkt, damit das Gas konzentriert freigesetzt werden kann. Weil nur eine sehr dünne Schicht aufgeheizt werden muss, könnte der Energiebedarf sinken. Rotierende Zylinder könnten zudem helfen, Luft zu bewegen. [1]

Noch kein fertiges Klimaschutzsystem

Der Ansatz befindet sich in einer frühen Forschungsphase. Die Empa verfügt noch nicht über eine Messplattform, die Aufnahme und Freisetzung in Sekundenbruchteilen zuverlässig erfasst. Genau diese Anlage soll nun entstehen. Danach müssen unter anderem die Stabilität der Schichten über viele Zyklen, die Dichtungen und die Druckzonen bei hoher Drehzahl untersucht werden. [1]

Die Mitteilung beschreibt deshalb ein wissenschaftliches Konzept mit Potenzial, keine bereits einsatzbereite Anlage. Ob die Technologie pro Volumen und Zeiteinheit mit heutigen Verfahren mithalten kann, ist offen. Sollte der Nachweis gelingen, könnten viele kleine modulare Einheiten statt weniger grosser Anlagen eingesetzt werden. Langfristig will die Forschungsinitiative «Mining the Atmosphere» eingefangenen Kohlenstoff auch als Rohstoff für Materialien und Chemikalien nutzen. [1]

*Bild: KI-generierte Illustration; OpenAI / Redaktion Helvetia.rocks; Lizenz: AI-generated.*