Kunststoff wird zum Klimaretter: Rohstoff soll aus Kohlenstoffdioxid hergestellt werden

In kohlereichen Ländern wie China, USA, Südafrika, Australien und Indien wird der Chemierohstoff Kohlenstoffmonoxid (CO) aus Kohle hergestellt, in Deutschland und den meisten anderen Ländern aus Erdöl und Erdgas. CO wird unter anderem benötigt, um Kunststoffe und Methanol herzustellen, einen weiteren Chemierohstoff. Statt fossile Rohstoffe zu verwenden könnte CO auch mit dem Kohlenstoffdioxid (CO₂) hergestellt werden, das sich in der Luft befindet. Das würde nebenbei noch den Klimawandel verlangsamen.

Bild: Forschungszentrum Jülich / Sascha Kreklau

Mit grünem Strom und Klimagas

Ein solches Verfahren haben Wissenschaftler am Forschungszentrum Jülich (FZJ) entwickelt. Um dem CO₂-Molekül ein Sauerstoffatom zu entreißen ist Energie nötig, denn die Atome hängen weit fester als Kletten aneinander. Diese Energie liefert elektrischer Strom, grüner natürlich, um die Umwelt nicht zu gefährden. Ähnlich wie bei der Wasserspaltung in Wasser- und Sauerstoff findet die CO-Herstellung in einem Elektrolyseur statt.

Am Ende steht „grünes“ Kohlenstoffoxid

Das Verfahren basiert auf einer so genannten Gasdiffusionselektrode. Das ist eine poröse Elektrode, deren Rückseite von CO₂ umspült wird. An der Vorderseite grenzt sie an einen festen Elektrolyten. Die Elektrode bringt die beiden Medien und den elektrischen Strom zusammen und sorgt so dafür, dass am Ende „grünes“ CO entsteht.

Potenziell klimanegativ

Das Verfahren ist nicht nur interessant für die Chemieindustrie, es ist auch gut fürs Klima. „Entsprechende Anlagen arbeiten klimaneutral, wenn sie mit grünem Strom betrieben werden“, so Bernhard Schmid vom FZJ-Institut für Energie- und Klimaforschung, der das Verfahren gemeinsam mit dem Doktoranden Maximilian Quentmeier entwickelt hat. „Gewinnt man das Kohlenstoffdioxid aus der Atmosphäre, beispielsweise mittels Direct Air Capture, oder entnimmt es aus Biogasanlagen, ist die Technik sogar potenziell klimanegativ

Unterm Strich könnte die Technologie also dazu beitragen, die CO₂-Konzentration in der Atmosphäre aktiv zu verringern. „Im Prinzip wären so Kunststoffe machbar, die als Kohlenstoffsenke dienen – praktisch eine Art künstliches Holz, das CO₂ enthält“, so Schmid. Dieses wird, so lange das Bauteil in Funktion ist, der Atmosphäre entzogen.

CO-Pipeline überflüssig?

Auf Anhieb erzielte das Gerät einen Wirkungsgrad von 30 Prozent. „Das ist bereits ein sehr vielversprechender Wert“, meint Institutsdirektor Professor Rüdiger-A. Eichel. Er lasse sich durch Optimierung noch deutlich verbessern. Letztlich sei mit dieser Technik eine dezentrale Herstellung von CO möglich, anders als heute. Die umstrittene CO-Pipeline, die die Chemiestandorte Dormagen und Krefeld-Uerdingen verbindet, aber noch nicht in Betrieb ist, wäre dann überflüssig.

via FZ Jülich