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Revolution aus Franken: Stoppen diese Ideen den Klimawandel?

Forscher finden neue Wege zum Filtern und Umwandeln von Kohlendioxid - 29.10.2020 08:44 Uhr

Industrieabgase belasten die Umwelt und das Klima. Mit neuen Verfahren aus Franken lässt sich Kohlendioxid effizienter herauslösen und industriell weiterverwerten.

27.10.2020 © via www.imago-images.de, NNZ


An der Universität Bayreuth haben Chemiker ein verblüffend effizientes und kostengünstiges Verfahren entwickelt, um CO2 aus Abgasen herauszufiltern. Und wie man den abgetrennten Klimakiller dann in nützliche Rohstoffe umwandelt, haben Entwickler bei Siemens in Erlangen so überzeugend ausgetüftelt, dass sie dafür mit dem Bayerischen Energiepreis ausgezeichnet wurden.


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Die Grundidee ist genial einfach. Um Kohlendioxid aus Abgasen herauszulösen, haben die Wissenschaftler der Uni Bayreuth im Prinzip winzige Käfige für CO2-Moleküle entwickelt: Ein neuartiges Material mit Hohlräumen. Von diesen Poren werden die Moleküle regelrecht angezogen, und sie passen exakt hinein – während alle anderen in Abgasen enthaltenen Moleküle ein bisschen zu groß sind. So kann das CO2 aus Industrieabgasen, aber auch aus Erdgas oder Biogas abgetrennt werden.

Das Material mit den maßgeschneiderten Hohlräumen wird aus Tonmineralen erzeugt und lässt sich in Form eines Pulvers in Leitungen, Rohre oder Schornsteine füllen. „Wir fangen das Kohlendioxid damit tatsächlich zu hundert Prozent ein, während die anderen Gase nach außen gedrückt werden“, sagt Martin Rieß, Erstautor der neuen Veröffentlichung und Chemie-Doktorand an der Uni Bayreuth.


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Das Verfahren hat wesentliche Vorteile gegenüber den bisher gängigen Methoden der Gastrennung: „Das CO2 lagert sich allein durch physikalische Wechselwirkungen ab. Wir haben keine chemischen Bindungen und müssen auch keine Flüssigkeiten verwenden“, erklärt Rieß. Es gibt daher so gut wie gar keinen Materialverschleiß, der Energieaufwand ist viel geringer und es fällt kein flüssiger Müll an. Das kann die Kosten stark reduzieren, womöglich sogar halbieren – auf eine genaue Einschätzung möchte sich Rieß aber noch nicht einlassen.

Erste Anfrage aus den USA

Die Bayreuther sind nicht die ersten, die Gasgemische ohne flüssige Verfahren trennen. Doch die bisher entwickelten Methoden sind sehr teuer. Die Basis des neu designten Materials aus Oberfranken sind Tonminerale aus hunderten winzigen Glasplättchen, zwischen denen sich organische Moleküle als Abstandshalter befinden. Es soll nicht nur als Pulver zum Einsatz kommen: Die Wissenschaftler entwickeln daraus bereits eine Membran, die nach dem Prinzip eines Kaffeefilters funktioniert. Das Material hat sogar einen griffigen Namen, der die komplizierte Zusammensetzung abkürzt: Die mikroporösen organisch gepillarten Schichtsilikate heißen MOPS und sollen unter diesem Namen auch vermarktet werden.

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Der Klimawandel macht auch vor Bayern nicht Halt. Bis zum Jahr 2100 soll es bis zu 4,5 Grad wärmer werden. Das hat gravierende Auswirkungen auf das Leben im Freistaat.


„Wir haben bereits die Anfrage eines amerikanischen Start-Ups, das Methan aus Deponie-Standorten gewinnt“, erzählt Professor Josef Breu. „Wir müssen bis zur praktischen Anwendung aber noch Experimente durchführen, zu denen wir wegen Corona nicht gekommen sind.“ Insbesondere die Entwicklung der Filtermembran soll die Effizienz nochmals steigern. Breu ist optimistisch: „Ich rechne nicht mit größeren Komplikationen. Von unserer Seite ist in sechs Monaten alles bereit für den Einsatz in der Praxis.“
Das Kohlendioxid lässt sich mit dem Bayreuther MOPS nicht nur leicht einfangen, sondern mithilfe eines Vakuum-Verfahrens auch sehr einfach daraus entnehmen. Und dann kann das CO2 in der Industrie weiterverwertet werden.

Testen Sie Ihr Wissen in unserem Nachhaltigkeits-Quiz

© Patrick Pleul dpa

Finden Sie heraus, wie gut Sie sich in Sachen Umweltschutz, Klimawandel oder Nachhaltigkeit auskennen. Wir haben acht Fragen aus unserem Alltag herausgepickt mit jeweils drei Antwortmöglichkeiten - aber nur eine davon stimmt. Am Ende sehen Sie, wie Sie abgeschnitten haben.

© Julius-Maximilians-Universität Würzburg (dpa)

© Julius-Maximilians-Universität Würzburg (dpa)

Frage 1/8:

Wie lange dauert es, bis ein Kaugummi verrottet?

Mehrere Jahre - wenn überhaupt. Denn damit Kaugummi so schön gummiartig ist, braucht es sogenannte Polymere - und die basieren auf Erdölbasis. Zusammen mit Zucker oder Zuckerersatzstoffen, künstlichen Farbstoffen, Verdickungsmitteln und Geschmacksverstärkern kauen wir am Ende auf einer Substanz, die biologisch nur schwer abbaubar ist. Die ökologisch bessere Alternative sind also Lutschpastillen.

© Lukas Schulze, NZ

© Lukas Schulze, NZ

Frage 2/8:

In welche Mülltonne gehören leere Tiefkühl-Verpackungen?

In die Gelbe Tonne oder den Gelben Sack - wenn nichts anderes auf dem Karton steht. Denn oft ist die Verpackung mit Kunststoff beschichtet.

© dpa

© dpa

Frage 3/8:

Und wohin gehören Kassenbons?

Kassenbons (wie auch Lotteriezettel, Automatenbelege oder manche Kontoauszüge) bestehen aus sogenanntem Thermopapier, bei dem die Farbe durch Hitze erzeugt wird. Für die dafür nötige Beschichtung wird meistens Bisphenol A (BPA) verwendet, ein Weichmacher, der als krebserregend gilt. Deshalb dürfen Kassenbons nicht in den Recycling-Kreislauf gelangen.

© Colourbox.de

© Colourbox.de

Frage 4/8:

Ein Vollbad verbraucht ungefähr 140 Liter Wasser. Und eine Dusche?

Es sind im Schnitt 15 Liter. Inzwischen gibt es aber energiesparende Duschköpfe, bei denen z.B. Luft beigemischt wird. In der Anschaffung sind sie zwar teurer als herkömmliche Duschköpfe. Je nachdem, wie oft und wie viele Menschen in einem Haushalt duschen, kann sich so ein Kauf aber schnell rechnen.

© Ina Fassbender/dpa

© Ina Fassbender/dpa

Frage 5/8:

Wie viele Einweg-PET-Flaschen werden in Deutschland pro Stunde verbraucht?

Fast zwei Millionen! Laut Deutscher Umwelthilfe sind Einweg-Flaschen aus Plastik immer noch das am häufigsten verwendete Material bei Getränken. Weil für die Herstellung oft neuer Kunststoff verwendet wird, ist so viel Rohöl nötig, wie fast 400.000 Einfamilienhäusern genügen würde, um ein Jahr lang beheizt zu werden.

© Britta Pedersen/Archiv (dpa)

© Britta Pedersen/Archiv (dpa)

Frage 6/8:

Wo ist die Umweltbilanz beim Smartphone am schlechtesten?

In der Herstellung liegt der Verbrauch an Energie und CO2 immer noch 5 bis 10 Mal so hoch wie in der Nutzung. Das liegt vor allem an Rohstoffen (Erze, Gold oder seltene Erden), die energieintensiv abgebaut werden müssen. Laut Greenpeace verschlang die Smartphone-Produktion in den letzten zehn Jahren so viel, wie ganz Indien pro Jahr für die Energieversorgung braucht.

© Bodo Marks/Archiv (dpa)

© Bodo Marks/Archiv (dpa)

Frage 7/8:

Wir bestellen immer öfter Kleidung online. Wie viele Pakete gehen im Schnitt zurück?

Fast jedes Zweite! Laut Verbraucherzentrale macht das rund 800.000 Pakete - jeden Tag. Der Kohlendioxid, der dadurch entsteht, entspricht 255 Autofahrten von Frankfurt nach Peking.

© colourbox.de

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Frage 8/8:

Ein Flug nach Teneriffa ist so schädlich wie ??? Autofahren.

Etwa ein Jahr lang. Diese Angabe stammt von der Umweltorganisation Germanwatch und beruft sich auf eine Studie internationaler Forscher (The carbon footprint of global tourism).

© Patrick Pleul dpa

Lust auf ein weiteres Quiz?

Dann hier entlang!


Nach Schulze-Vorstoß: Bayern stemmt sich gegen CO2-Steuer


Wie man das Treibhausgas in gefragte Rohstoffe umwandelt, zeigt ein Forschungsprojekt von Siemens Energy in Erlangen: Aus CO2 entstehen Wasserstoff und nützliche Chemikalien. „Rheticus“ heißt diese Kooperation der Erlanger mit dem Essener Chemieunternehmen Evonik, die gerade mit dem Bayerischen Energiepreis ausgezeichnet wurde.

Von der Natur gelernt

Der Clou an der Methode: Die Entwickler ahmen den natürlichen Prozess der Photosynthese nach. Sie wandeln CO2 und Wasser mit Strom in Wasserstoff (H2) und Kohlenmonoxid (CO) um. Wasserstoff gewinnt eine immer größere Bedeutung für das Gelingen der Energiewende, und auch die CO-haltigen Gase lassen sich weiterverwenden, wie das Projekt in einem zweiten Schritt zeigt: Durch den Einsatz spezieller Mikroorganismen entstehen daraus Chemikalien, die in der chemischen Industrie und der Nahrungsmittelproduktion benötigt werden.

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CO2-Steuer: Ja oder Nein? Ein Meinungsbild aus der Nürnberger Innenstadt

180 Euro pro Tonne CO2 - das ist die Forderung der "Fridays for Future"-Bewegung. Das Steuermodell würde die Preise für Fleisch, Benzin, Flugtickets und vieles mehr in die Höhe schnellen lassen. Wie sieht die Bereitschaft in der Bevölkerung für eine solche CO2-Steuer aus? Wir haben uns in der Nürnberger Innenstadt umgehört.


„Aus CO2 machen wir etwas Sinnvolles“, fasst Siemens-Experte Ralf Krause die Verwandlung des Klimakillers zusammen. „Den Stein der Weisen hat die Natur längst entwickelt“, sagt er mit Blick auf die Photosynthese. Die künstliche Variante ist allerdings zehn Mal effizienter. Der nächste Schritt ist jetzt ein störungsfreier Dauerbetrieb der Versuchsanlage, in vier bis fünf Jahren soll das Verfahren dann im großen Maßstab in der Industrie einsetzbar sein.


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