Schwamm und weg

„Junge Welt“, 21.02.2008
Sie nennen es Zeolith-Imidazol-Gefüge: Ein neues Verfahren zur Filterung und Lagerung von Kohlendioxid

Ein Durchbruch bei der Erforschung klimafreundlicher Energiegewinnung aus fossilen Trägern soll an der University of California in Los Angeles (ULCA) erzielt worden sein. »Die technische Herausforderung, selektiv Kohlendioxid zu entfernen, wurde gemeistert«, sagt ULCA-Chemieprofessor Omar Yaghi. Seinem Forscherteam sei die Herstellung metallisch-organischer Kristalle gelungen, die CO2 »wie ein Schwamm« aufnehmen, hieß es im TV-Sender CBS.

Die neue Stoffgruppe, benannt als Zeolith-Imidazol-Gefüge (»zeolitic imidazolate frameworks«, ZIF), könne Industrieemissionen des Treib­hausgases vor der Entweichung in die Atmosphäre abfangen und dauerhaft »wie ein Reservoir speichern können«, schreibt Yaghi in der seit Freitag erhältlichen Ausgabe der Zeitschrift ­Science. »Kein Kohlendioxid entweicht. Nichts entweicht – es sei den, man will das so haben.« Bei der Herstellung der ZIF-Kristallsrukturen werde verhältnismäßig wenig Energie verbraucht. Yagi ist sicher: »Dies wird ein Wendepunkt bei dem Bemühen sein, Kohlendioxid einzufangen, bevor es die Atmosphäre erreicht.«

Die poröse ZIF-Struktur kann auf sehr hohe Temperaturen erhitzt werden, ohne sich zu zersetzen. Sie bleibt wochenlang im kochenden Wasser und in Lösungsmitteln stabil. Das prädestiniert sie nach Ansicht der Wissenschaftler für den Einsatz als Filter in Kohlekraftwerken.

In einer langen Versuchsreihe wurden 25 verschiedene ZIF-Strukturen generiert, von denen drei das CO2 besonders effektiv aufnehmen. Ein Liter der ZIF-Kristallmasse kann bis zu 83 Liter Kohlendioxid absorbieren. Das Material könnte tatsächlich eine wichtige Rolle bei der Eindämmung der CO2-Emissionen spielen, sollen doch – allen Klimaschutz-Lippenbekentnissen zum Trotz – bis 2030 laut der Internationalen Energieagentur weltweit rund 3000 neue Kohlekraftwerke gebaut werden.

Die bisherigen Methoden zur Filterung und Lagerung von Kohlendioxid sind teuer, aufwendig, kaum erprobt und bisweilen gefährlich. Das CO2 wird nach dem Verbrennen der Kohle mit einer Lösung bestimmter Ammoniak-Derivate aus dem Rauchgas ausgewaschen (»Post-Combustion-Technik«). Oder die Kohle wird in reinem Sauerstoff verbrannt (Oxyfuel-Verfahren). Oder sie wird vergast, zu Wasserstoff und Kohlenmonoxid, das durch die Zugabe von Wasserdampf in Kohlendioxid verwandelt wird (»Integrated Gasification Combined Cycle«). Der Energieverbrauch ist bei allen drei Verfahren enorm, der Wirkungsgrad eher gering. Und noch ein Problem haben diese Verfahren gemeinsam: Wohin mit dem – gasförmigen oder verflüssigten – CO2?

Es wird in Erwägung gezogen, das Treibhausgas unterirdisch einzulagern. Erschöpfte Erdöl- und Erdgaslagerstätten sind im Gespräch, Gesteinsschichten mit hohem Salzwassergehalt. Möglicherweise noch die Lagerung von flüssigem Kohlendioxid auf dem Meeresboden. Dabei ist keinesfalls klar, wie das Treibhausgas mit den Elementen des Ökosystems reagiert. Sollte CO2 aus einer unterirdischen Lagerstätte entweichen, würde das zu massiven Vergiftungen der Umwelt führen. In dieser Hinsicht wirken die ZIF-Kristalle vertrauenserweckender.

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