Kostet sonst 200.000 Dollar je Tonne: Forscher gewinnen Graphen aus Treibhausgas von Müll

Bei der Betonherstellung fallen Unmengen CO2 an, doch auf das kostengünstige und haltbare Baumaterial können wir kaum verzichten. Würde man Beton mit Graphen anreichern, sänke die Kohlendioxidbelastung enorm. Zugleich ergäbe sich eine deutliche Kostensenkung in Produktion und Transport, Graphen würde den Baustoff sogar noch verstärken. Die Sache hat nur einen Haken: Graphen ist außerordentlicher teuer, eine Tonne von dem kostbaren Stoff schlägt mit bis zu 200.000 Dollar zu Buche. Viele nützliche Anwendungen fallen deshalb unter den Tisch. Bis jetzt.

Die Technik: eine Erhitzung über 10 Millisekunden

Wissenschaftler an der Rice University haben eine neue Technologie zur Graphengewinnung entwickelt. Die bisherigen Methoden waren kostspielig und aufwändig, mit dem neuen »Flash-Graphen« sieht es anders aus. Die Herstellung erfolgt aus Treibhausgasen, die von kohlenstoffhaltigem Müll aufsteigen, das können Bananenschalen, Kaffeesatz, Kohle aber auch Plastikabfälle sein. Das Grundmaterial wird dafür nur 10 Millisekunden lang auf 2.760 Grad Celsius erhitzt, die Hitze bricht die chemische Bindung im Stoff. Außer dem Kohlenstoff verwandeln sich alle Atome in flüchtiges Gas, der Kohlenstoff setzt sich in Form von Graphenflocken ab.

James Tour hat eine kleine Revolution angestoßen

Graphen besitzt eine hühnergitterartige Struktur, es ist äußerst fest, relativ leicht und sehr leitfähig. Es lässt sich in wissenschaftlichen Experimenten nutzen, findet aber auch seinen Platz als Wärmesenker in LEDs und Smartphones. Die Batterietechnologie lechzt geradezu nach günstigem Graphen, aber auch in Farben und Sensoren wäre es mit deutlich niedrigerem Preis hochwillkommen. Chemiker James Tour hat mit seinem Team also vielleicht eine Revolution angestoßen, die dem Klimaschutz dient und zugleich aus Abfall etwas wertvolles Neues macht. Sogar aus alten Gummireifen lässt sich Graphen gewinnen, ein ansonsten problematischer Müll, der sich kaum selbständig abbaut.

Flash-Graphen ist »turbostatisch«, das heißt, dass die Blätter, aus denen der Stoff besteht, sich leichter voneinander lösen lassen. Das bisherige A-B-gestapelte Graphen hängt fester zusammen und ist deshalb schwieriger weiterzuverarbeiten. Eine Arbeitserleichterung wird mit neuen Verfahren also gleich mitgeliefert.