Carbonfasern aus Kohlendioxid

Um die Klimaerwärmung auf 1,5 °C im Vergleich zur vorindustriellen Zeit zu begrenzen, muss der Ausstoß von Kohlendioxid in den nächsten Jahren deutlich reduziert werde. Wir benötigen Technologien, die klimaneutral unsere Anforderungen an Konsum und Mobilität befriedigen können. Um das Ziel zu erreichen, müssen zudem große Mengen an Kohlendioxid der Atmosphäre entnommen werden. CO₂ wird also zunehmend als Ressource verstanden, die von Wissenschaftlern und Unternehmern für Werkstoffinnovationen genutzt werden kann. Eine für den Leichtbau interessante Entwicklung kommt von der TU München. Dort wird in Kooperation mit Forschern der RWTH Aachen und der TechnoCarbonTechnologies GbR derzeit ein Prozess entwickelt, bei dem Algen das Treibhausgas Kohlendioxid in Algenöl umwandeln, um anschließend Carbonfasern zu erzeugen.

Einlagerung in Kohleflöze würden Kohlendioxid-Äquivalente dauerhaft der Atmosphäre entziehen

Die technologischen Grundlagen wurden jetzt von einem Forscherteam um Prof. Thomas Brück am Algentechnikum der TU München vorgelegt. Aus Algen können die Wissenschaftler hocheffizient Polyacrylnitril (PAN) herstellen, das als Ausgangspunkt für die Produktion von Carbonfasern in der Industrie Verwendung findet. Dazu werden diese mit Hilfe von Parabol-Sonnenspiegeln verkohlt und anschließend CO₂-neutral zu Carbonfasern umgewandelt, die die gleichen mechanischen und chemischen Eigenschaften aufweisen wie herkömmliche Carbonfasern. Am Ende des Lebenszyklus ließen sich die Fasern entweder recyceln und einem weiteren Stoffkreislauf zuführen, oder man könnte sie beispielsweise in leere Kohleflöze einlagern. Das Kohlendioxid-Äquivalente wäre damit dauerhaft der Atmosphäre entzogen.

„Das ist ein klimafreundliches Wirtschaftsmodell, bei dem wir gängige Verfahren sinnvoll mit Innovationen kombinieren“, erläutern Brücks Kollegen Prof. Uwe Arnold und Kolja Kuse, die gemeinsam die Wirtschaftlichkeit des Prozesses sowie seine technischen Anwendungsmöglichkeiten prüfen. „Stellt man aus Kohlendioxid Kunststoffe her, so ist es über die Müllverbrennungsanlage nach wenigen Jahren Nutzung schnell wieder in der Atmosphäre“, sagte Kolja Kuse. „Mit der Einlagerung am Ende entziehen wir der Atmohsphäre das Kohlendioxid über Jahrtausende. Damit sind wir auch der Abtrennung und Speicherung von CO₂ in der Erde eindeutig überlegen.“

Vor allem die Bauindustrie verspricht sich, mit algenbasierten Carbonfasern einen Beitrag für die Schonung des Klimas leisten zu können. Daher arbeiten Prof. Brück und sein Team gerade an der Skalierbarkeit der Algentechnologie, um sie vor allem auch auf Großanlagen in Südeuropa und Nordafrika zu adaptieren. „Weltweit ließen sich Anlagen von in Summe der Größe Algeriens bauen und so beispielsweise die CO₂-Emissionen der Luftfahrt ausgleichen“, erläutert Brück. Vorwürfe, man würde wie beim Biogas mit landwirtschaftlichen Flächen konkurrieren, weist Brück zurück. „Die Salzwasser-Algen gedeihen idealerweise in sonnenreichen Gegenden. Beispielsweise in Nordafrika gibt es genügend Flächen, auf denen Landwirtschaft nicht sinnvoll ist.“

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