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19.05.2022

07.04.2022

CO2 auf klimafreundliche Weise verarbeiten

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Es ist wohl eines der wichtigsten Projekte unseres Jahrhunderts: Der Kohlenstoffkreislauf muss geschlossen werden. An der TU Wien wird untersucht, wie man Kohlendioxid in andere Stoffe umwandeln kann, anstatt es einfach in die Atmosphäre zu blasen.

Die Möglichkeiten sind vielfältig, sie reichen von der Herstellung von Energieträgern bis zur Produktion von komplizierten Molekülen oder gar Nahrungsmitteln. Das interdisziplinäre Doktoratskolleg "CO2Refinery" soll nicht nur Grundlagenforschung vorantreiben, sondern konkrete technologische Prozesse entwickeln und fit für die Umsetzung in großem Maßstab machen.

Aus klimaschädlichem Abgas wird wertvoller Rohstoff

"Mit dem European Green Deal wird die Defossilisierung der Industrie, also der Ausstieg aus Kohle, Erdöl und Erdgas rasch voranschreiten", sagt Prof. Michael Harasek, wissenschaftlicher Leiter des CO2Refinery Doktoratskollegs. Allerdings wird für viele Produkte und Prozesse in der Industrie Kohlenstoff benötigt - und zumindest ein Teil dieses Bedarfs kann durch CO2 abgedeckt werden, das vorher abgeschieden wurde.

CO2 abzuscheiden, etwa aus den Abgasströmen von Gaskraftwerken oder Müllverbrennungsanlagen, ist schon seit längerer Zeit möglich. Doch was lässt sich damit am besten anfangen? "Mit geeigneten Katalysatoren kann man das CO2 in viele unterschiedliche Produkte umwandeln", sagt Prof. Matthias Steiger, einer der Forschenden, die im Rahmen des Projekts Dissertationen betreuen. "Man kann etwa Formiate herstellen, die Salze der Ameisensäure, oder auch Methanol."

Das Methanol kann dann als Energieträger aufbewahrt und später wie Benzin genutzt werden - oder aber man entwickelt weiterführende Produktionsketten: "In einem Bioreaktor mit Methanol kann man bestimmte Hefen wachsen lassen, die daraus dann Biomasse erzeugen. Auf diese Weise entstehen Proteine, ganz ohne Landwirtschaft und den damit verbundenen Flächenbedarf", sagt Matthias Steiger. "Das Endprodukt könnte Tierfutter sein, oder auch hochwertige Nahrungsmittel für den Menschen."

Um solche Ideen verwirklichen zu können, wurde das Doktoratskolleg bewusst interdisziplinär aufgestellt - von Chemie über Verfahrenstechnik bis zur Biotechnologie. "Unsere Vision ist, dass in Zukunft aus CO2-haltigen Abgasen nicht bloß ein bestimmtes Produkt erzeugt wird, sondern dass man für jeden Anwendungsfall ein passendes Produktportfolio zusammenstellt", sagt Matthias Steiger.

Welche das genau sein werden, hängt von vielen Faktoren ab, etwa vom Bedarf der chemischen Industrie oder auch von den Energiekosten. Das Doktoratskolleg CO2Refinery soll verschiedene Möglichkeiten entwickeln, die sich dann je nach Bedarf kombinieren lassen. "Dabei widmen wir der Bewertung, der Energieintegration und dem CO2-Fußabdruck der neuen Prozessketten besonderes Augenmerk", sagt Michael Harasek.

Forschung und Lehre

"Wir wollen in unserem Doktoratskolleg die Carbon Engineers von morgen ausbilden", erklärt Matthias Steiger. "Wir decken den Weg von den ersten Schritten, vom Proof of Principle, bis zur großtechnischen Skala ab. Wir wollen die Prozesse bis zu einem Punkt entwickeln, an dem sie die Industrie übernehmen und weiterführen kann." Angelaufen ist das Doktoratskolleg im Sommer 2021, es ist auf insgesamt vier Jahre ausgelegt.

» Weiterführende Informationen

Quelle: Technische Universität Wien