Saugt Kohlenstoffdioxid auf

Wie dieser neue "Schwamm" den Klimawandel aufhalten soll

Heutzutage gibt es zahlreiche Ansätze von Wissenschaftler:innen rund um den Globus, um den Klimawandel aufzuhalten. Ein Forscherteam der Stanford University hat nun einen völlig neuen Ansatz: Eine Art "Schwamm", der CO₂ in der Luft anzieht. Dafür wird ein Material aus gemahlenen Steinen verwendet, das sich in Karbonate – sprich in wasserunlösliche Mineralien – verwandelt, die das CO₂ dauerhaft einschließen. Es wird der Atmosphäre also für immer entzogen. "Die Erde verfügt über einen unerschöpflichen Vorrat an Mineralien, die in der Lage sind, CO₂ aus der Atmosphäre zu entfernen, aber sie reagieren von sich aus nicht schnell genug, um den Treibhausgas-Emissionen des Menschen entgegenzuwirken", sagt Forschungsleiter Matthew Kanan.

So funktioniert’s

Für die Herstellung des "Schwamms" haben die Forschenden einen Drehrohrofen genutzt, der etwa jenen ähnelt, die in der Zementherstellung verwendet werden. In diesem wurde ein Gemisch aus Kalkstein und einiger Mineralien, die auf der Erde oft vorkommen und Magnesium- und Silikat-Ionen enthalten, erhitzt. Infolgedessen entsteht aus dem Kalkstein Kalziumoxid und durch Ionenaustausch das erwünschte Endprodukt, nämlich ein Gemisch aus Magnesiumoxid und Kalziumsilikat. Zwar wird bei der Umwandlung von Kalkstein in Kalziumoxid ebenfalls CO₂ freigesetzt, allerdings saugen die entstandenen Materialien deutlich mehr aus der Luft aus, als durch den Prozess entsteht.

Feldexperiment dauerte mehrere Monate

Überprüft haben die Forschenden ihren "Schwamm" in einem Feldtest, bei dem die beiden Mineralien der Luft und der Feuchtigkeit von Regen und Nebel ausgesetzt waren. Bis der Karbonisierungsprozess abgeschlossen war, dauerte es einige Monate. "Wir stellen uns vor, Magnesiumoxid- und Kalziumsilikatpulver auf großen Landflächen zu verteilen, um CO₂ aus der Umgebungsluft zu entfernen. Eine spannende Anwendung, die wir derzeit testen, ist die Zugabe zu landwirtschaftlich genutzten Böden. Bei der Verwitterung verwandeln sich die Mineralien in Bicarbonate, die sich durch den Boden bewegen und schließlich dauerhaft im Ozean gespeichert werden, weil sie wasserunlöslich sind", so Kanan.

Vorteile für Landwirt:innen

Diese Zugabe in landwirtschaftlich genutzte Böden würden nicht nur Vorteile fürs Klima, sondern auch für Landwirt:innen entstehen. Diese fügen in der Bewirtschaftung nämlich oftmals Kalziumkarbonat hinzu. "Durch die Zugabe unseres Produkts wäre das nicht mehr nötig, da beide mineralischen Komponenten alkalisch sind. Außerdem setzt Kalziumsilikat bei der Verwitterung Silizium in einer Form frei, die von den Pflanzen aufgenommen werden kann, was die Ernteerträge und die Widerstandsfähigkeit der Pflanzen verbessern kann. Im Idealfall würden die Landwirte für diese Mineralien bezahlen, weil sie der landwirtschaftlichen Produktivität und der Gesundheit des Bodens zugutekommen - und als Bonus gibt es die CO₂-Entfernung", so der Fachmann.

15 Kilogramm pro Woche

Im Vergleich zu bisherigen Techniken sei der Energieaufwand für die Herstellung des CO₂-"Schwamms" weitaus geringer. Ein Problem dürfte aber die benötigte Menge darstellen: Laut Kanan könne er in seinem Labor bis zu 15 Kilogramm pro Woche davon herstellen – damit aber positive Auswirkungen für das Klima erreicht werden können, müsste man jährlich eine Million Tonnen produzieren. 

Die für die Herstellung benötigten Rohstoffe könnten aus Abfällen aus dem Bergbau gewonnen werden, schlägt Kanans Postdoc Yuxuan Chen vor: "Jedes Jahr fallen weltweit beispielsweise mehr als 400 Mio. Tonnen Bergematerial mit geeigneten Silikaten an."

Mehr Informationen zur Forschung finden Sie hier.

www.stanford.edu