Deutschland macht sich auf dem Weg in die Klimaneutralit\u00e4t \u2013 und muss daf\u00fcr Kohlenstoffkreisl\u00e4ufe in der Industrie m\u00f6glichst rasch schlie\u00dfen. Um gleichzeitig auch das 1,5-Grad-Ziel zu erreichen, muss nach Empfehlungen des Weltklimarates (Intergovernmental Panel on Climate Change,IPCC) zus\u00e4tzlich bereits ausgesto\u00dfenes CO2<\/sub> aus der Atmosph\u00e4re entfernt und dauerhaft gespeichert werden. \u201eDamit industrielle Produktion trotzdem m\u00f6glich bleibt, m\u00fcssen wir technologisch ganz neu Wege gehen\u201c, sagt Dr. Benjamin Dietrich vom Institut f\u00fcr Thermische Verfahrenstechnik (TVT) des KIT. <\/p>\n\n\n\n \u201eDas gilt auch f\u00fcr die Bereitstellung von Kohlenstoff in der Industrie. Ben\u00f6tigt wird dieser bei der Produktion von Batterien, in der Farbindustrie, im Agrarsektor oder auch bei der Herstellung von Baustoffen. Bislang stammt er meist aus fossilen Quellen.\u201c Im Forschungsprojekt NECOC (steht f\u00fcr: NEgative CarbOn dioxide to Carbon<\/em>), das Dietrich koordiniert, entwickeln die Verbundpartner KIT, INERATEC und Climeworks ein Verfahren, mit dem sich CO2<\/sub> aus der Atmosph\u00e4re in Kohlenstoff verarbeiten l\u00e4sst. <\/p>\n\n\n\n \u201eWenn dieser dann langfristig gebunden bleibt, kombinieren wir negative Emissionen mit einem Baustein der postfossilen Rohstoffversorgung im Sinne einer zuk\u00fcnftigen Carbon-Management-Strategie. Das ist ein doppelter Beitrag f\u00fcr eine nachhaltigere Zukunft\u201c, so Dietrich. In einer ersten Projektphase hat das Forschungsteam eine Versuchsanlage im Containerma\u00dfstab aufgebaut, die nun in Betrieb gegangen ist. Im kontinuierlichen Betrieb entfernt diese erste Ausbaustufe jeden Tag knapp zwei Kilogramm CO2<\/sub> aus der Umgebungsluft und produziert daraus 0,5 Kilogramm festen Kohlenstoff.<\/p>\n\n\n\n Das NECOC-Verfahren kombiniert drei Prozessschritte: Mithilfe eines Adsorbers wird im ersten Schritt das CO2<\/sub> aus der Umgebungsluft abgetrennt (Direct Air Capture<\/em>). Im zweiten Schritt wird es in einem mikrostrukturierten Reaktor mit erneuerbar hergestelltem Wasserstoff aus einem angeschlossenen Elektrolyseur zur Reaktion gebracht. Die Bestandteile Kohlenstoff und Sauerstoff gehen dabei neue Bindungen ein, aus dem CO2<\/sub> wird nun Methan und Wasser. Das Wasser flie\u00dft zur\u00fcck in den Elektrolyseur, das Methan mit seinem Kohlenstoffbestandteil flie\u00dft weiter in einen Reaktor mit fl\u00fcssigem Zinn. Im dritten Verfahrensschritt kommt es dort in aufsteigenden Blasen zur Pyrolysereaktion, die Methanmolek\u00fcle werden aufgespalten. Dabei entsteht Wasserstoff, der wieder zur Auftrennung von CO2<\/sub> im Prozess verwendet wird. \u00dcbrig bleibt Kohlenstoff, der als mikrogranulares Pulver auf dem Zinn schwimmt und mechanisch kontinuierlich abgetrennt wird. Durch \u00c4nderung von Prozessparametern wie dem Temperaturniveau k\u00f6nnen dabei unterschiedliche Kohlenstoffmodifikationen wie Graphit, Carbon Black oder sogar Graphen hergestellt werden.<\/p>\n\n\nIn drei Schritten vom Treibhausgas zum Wertstoff<\/h5>\n\n\n\n
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