Wie das Treibhausgas zum Rohstoff wird

Im Verbundprojekt NECOC entsteht am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) eine Versuchsanlage zur Umwandlung von klimaschädlichem Kohlenstoffdioxid aus der Umgebungsluft in festen Kohlenstoff als verwertbarer Rohstoff für industrielle Anwendungen. Climeworks, INERATEC und das KIT bringen ihr Know-how zusammen, um negative Treibhausgasemissionen zu realisieren.
In der Debatte über den Klimawandel stehen Emissionen aus der Verbrennung fossiler Energieträger, wie beispielsweise in Kraftwerken, ganz oben auf der Liste der Verursacher. Den Löwenanteil am Treibhauseffekt macht Kohlenstoffdioxid (CO 2) aus. Um die resultierende Erderwärmung auszubremsen, müssen Treibhausgase gemäß Studien aus der Erdatmosphäre dauerhaft entfernt werden.
Vor diesem Hintergrund arbeitet KIT seit 2019 mit der Climeworks Deutschland GmbH und der INERATEC GmbH im vom BMWK geförderten Projekt NECOC (Negative Carbon dioxide to Carbon) zusammen. Ihr weltweit einzigartiger Ansatz: CO 2 aus der Luft entziehen und es in festen Kohlenstoff umwandeln. Dabei setzen die Projektpartner auf die Kombination ihrer Kerntechnologien. „Direct Air Capture“ von Climeworks bildet die Basis, um die Prozesskette in NECOC mit CO 2 aus der Umgebungsluft zu versorgen. In einem zweistufigen Verfahren wird CO 2 aus der Luft mithilfe eines selektiven Filtermaterials adsorbiert und durch Erhitzung wieder freigesetzt. Das eingefangene CO 2 geht dann in die Methanisierung von INERATEC über.
Im Methanisierungsreaktor reagiert das CO 2 unter Zugabe von Wasserstoff bei Druck und hohen Temperaturen zu Methan und Wasser. Im finalen Prozessschritt wird das Methan in einer mit flüssigem Zinn befüllten Blasensäule bei hohen Temperaturen in seine Bestandteile zerlegt. Dadurch entsteht hochreines, festes Kohlenstoffpulver, das als Rohstoff für industrielle Anwendungen nutzbar ist, wie z.B. in Baumaterialien, Batterieelektroden, carbonfaserverstärkten Kunststoffen oder Farben. Diese Pyrolysetechnologie wurde am Karlsruher Flüssigmetalllabor (KALLA) des KIT entwickelt. Im Herbst 2022 hat die Versuchsanlage am Campus Nord des KIT ihren Betrieb aufgenommen. Ziel ist es, den Betrieb über einen längeren Zeitraum zu demonstrieren und verschiedene Prozessparameter zu realisieren, die die Herstellung unterschiedlicher Kohlenstoffmodifikationen erlauben.

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Björn Jahnke
Björn Jahnke
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