ETH-Forschende fangen Treibhausgase mit Hilfe von Licht ein

Forschende der ETH Zürich entwickeln eine neue Methode, um der Atmosphäre CO2 zu entziehen. Das neue Verfahren benötigt viel weniger Energie als herkömmliche Technologien, funktioniert aber erst im Labor.

Photosäuren und Unterschiede von Dunkel und Licht ermöglichen einen Kreislaufprozess zum Abscheiden und Freisetzen von CO2.

Quelle: Schema ETH Zürich

Um die Klimaziele zu erreichen, brauche es nicht nur drastisch weniger Treibhausgasemissionen, wir müssten auch grosse Mengen von C0₂aus der Atmosphäre abscheiden, schreibt die ETH Zürich in einer Mitteilung. Die heute verfügbare Technologie sei aber energieintensiv und teuer. ETH-Forschende entwickeln deshalb eine neue Methode, die mit Licht arbeitet.

Die Forschenden machen sich dabei den Umstand zu Nutze, dass CO₂ in sauren Flüssigkeiten als CO₂ vorliegt, in alkalischen Flüssigkeiten aber zu Kohlensäuresalz wird. Den Säuregrad der Flüssigkeit beeinflussen die Forschenden dabei mit lichtreaktiven Molekülen, sogenannten Photosäuren. Diese funktionieren wie ein lichtgesteuerter Säureschalter. Wird eine solche Flüssigkeit mit Licht bestrahlt, machen die Moleküle sie sauer. Im Dunkeln kehren die Moleküle in ihren ursprünglichen Zustand zurück, wodurch die Flüssigkeit alkalischer wird.

Die Forschenden trennen CO₂ aus der Luft ab, indem sie die Luft im Dunkeln durch eine photosäurenhaltige Flüssigkeit leiten. Weil diese alkalisch ist, reagiert das CO₂ und bildet Salze der Kohlensäure. Sobald sich diese Salze in der Flüssigkeit stark angereichert haben, wird die Flüssigkeit mit Licht bestrahlt. Diese wird dadurch sauer, und die Kohlensäuresalze wandeln sich zu CO₂ um. «Wie bei einer Cola-Flasche sprudelt das CO₂ aus der Flüssigkeit. Es kann in Gastanks aufgefangen werden», heisst es in der Mitteilung.

Keine Heizenergie

Dieses Verfahren hat gegenüber heute verfügbaren Technologien zur Abscheidung von CO₂ den Vorteil, viel weniger Energie zu brauchen. Herkömmliche Technologien zur CO₂-Abscheidung arbeiten mit Temperatur- oder Druckunterschieden. Eine etablierte Methode arbeitet zum Beispiel mit Filtern, an denen CO₂-Moleküle kleben. Um diese Moleküle von den Filtern zu lösen, müssen diese laut der Hochschule auf 100 Grad erhitzt werden.

«Bei unserem Verfahren hingegen müssen wir nicht heizen und kühlen. Das erklärt, warum unsere Methode viel weniger Energie benötigt», erklärte Studienleiterin Maria Lukatskaya.

Mit der Studie, die im Fachblatt «Chemistry of Materials» veröffentlicht wurde, haben die Forschenden gezeigt, dass Photosäuren im Labor zur Abtrennung von CO₂ eingesetzt werden können. Bevor das neue Verfahren eingesetzt werden kann, muss es laut den Forschenden noch optimiert werden. Eine Herausforderung ist dabei die Stabilität des Photosäuren-Moleküls