Robert Klatt
Ein neuer CO₂-Absorber aus pyrolysierten Plastikmüll kann das Treibhausgas energiesparend und günstig aus Abgasen entfernen.
Houston (U.S.A.). CO₂-Emissionen von Gas- und Kohlekraftwerken werden aktuell meist mit der sogenannten Aminwäsche aus den Abgasen entfernt. Das Kohlendioxid wird dabei von verschiedenen Ethanol-Aminen, das sind Alkohole mit einer NH2-Gruppe, absorbiert. In der Industrie ist dieses Verfahren beliebt, weil es sich in bestehende Anlagen nachrüsten lässt. Die Amine bauen sich jedoch mit der Zeit ab und müssen somit permanent ersetzt werden. Außerdem ist eine Temperatur von etwa hundert Grad Celsius nötig, um das gebundene CO₂ wieder aus den Aminen zu befreien, damit diese erneut verwendet werden können. Die Effizienz von Wärmekraftwerken sinkt dadurch um bis zu 30 Prozent.
Wissenschaftler der Rice University haben im Fachmagazin ACS Nano nun ein Verfahren vorgestellt, bei dem das CO₂ bereits bei deutlich geringeren Temperaturen wieder ausgetrieben wird. Das dabei verwendete Material kann aus Plastikmüll gewonnen werden.
Das Plastik wird dazu zu einem feinen Pulver zermahlen und anschließend bei 600 Grad Celsius unter Luftabschluss 45 Minuten erhitzt. In der Chemie wird dieses Verfahren als Pyrolyse bezeichnet. Danach werden dem Pulver noch Partikel aus Kaliumacetat, dem Kaliumsalz der Essigsäure, beigemischt. Es entsteht so ein Material mit nur 0,7 bis 1,4 Nanometer großen Poren. Laut den Chemikern um James Tour kann dieses Material bei Raumtemperatur zwischen 16 und 18 Prozent seines Eigengewichts an CO₂ absorbieren.
Um das innovative Material zu regenerieren, kann das absorbierte CO₂ 70 bis 80 Grad Celsius wieder freigesetzt werden. Im Vergleich zur Aminwäsche ist somit deutlich weniger Energie nötig. Zudem kann das System aufgrund der geringeren Temperaturen aus Kunststoff statt aus deutlich teureren Metall gebaut werden. Ein weiterer Vorteil des Sorptionsmittels aus Plastikpulver ist laut den Entwicklern die gegenüber Aminen deutlich höhere Lebensdauer.
Bei konzentrierten Quellen wie dem Abgas eines Kraftwerks kostet die Abscheidung einer Tonne CO₂ etwa 21 US-Dollar. Die Kosten der Aminwäsche liegen zwischen 80 und 160 US-Dollar pro Tonne.
ACS Nano, doi: 10.1021/acsnano.2c00955
