Mit Graphen und Schwamm auf CO2-Jagd: Neues Verfahren zunächst für die Sprudelherstellung

Mit einer Membran aus Graphen und einem porösen, schwammartigen Material entfernen Studenten der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne (EPFL) Kohlenstoffdioxid (CO₂) aus der Luft. Für die Verwendung haben sie sich einen besonderen Gag ausgedacht. Sie wollen das Klimagas in Wasser leiten, sodass Sprudelwasser entsteht. Das soll sogar trinkbar sein.

Pulver wirkt wie ein Schwamm

Derzeit gehören zum EPFL Carbon Team rund 30 Studentinnen und Studenten, angeführt von Karl Khalil, der das Team auch gegründet hat. Das Team will die Vorteile beider Technologien zu nutzen und gleichzeitig deren Nachteile zu vermeiden. Die erste Technologie verwendet ein Adsorptionspulver, das am Labor für funktionelle anorganische Materialien (LFIM) unter der Leitung von Professor Wendy Queen entwickelt wurde. Die Substanz wirkt wie ein Schwamm, der CO₂ aus der Luft saugt, wenn sie hindurchströmt. Sobald das Pulver gesättigt ist wird es erwärmt, sodass das CO₂ frei wird und in Wasser eingeleitet werden kann.

Ein Sieb aus Graphen

Die zweite Technologie hat Professor Kumar Agrawal entwickelt, der den Lehrstuhl für Advanced Separations innehat. Sein Labor baut poröse, atomdicke Graphenmembranen, die wie Siebe wirken und CO₂ passieren lassen, die größeren Stickstoffmoleküle jedoch nicht. Die Löcher werden chemisch „gebohrt“.

In zwei Stufen zum Sprudelwasser

Das so abgetrennte CO₂ ist allerdings noch durch andere Moleküle verunreinigt, die kleiner sind als CO₂. Um das Klimagas in reiner Form zu erhalten setzen die Studenten zunächst das Pulver ein, allerdings eine Variante, die weniger effektiv, dafür aber langlebiger ist und sich leichter, mit weniger Energieaufwand, von CO₂ trennt. Aus dem jetzt vorliegenden Molekülgenmisch lässt sich das Klimagas mit der Graphenmembran abspalten. „Durch die Kombination dieser beiden Technologien können wir die Kosten für die Kohlenstoffabscheidung deutlich senken“, sagt Queen.

„Unser Ziel ist es, pro Tag ein oder zwei Kilogramm CO₂ einzufangen“, sagt Khalil. „Bis Ende dieses Jahres wollen wir kohlensäurehaltiges Wasser auf dem Campus produzieren.“

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