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Jun 08, 2023

Neuartiges Salz

Um die schlimmsten Auswirkungen des Klimawandels zu verhindern, ist es unerlässlich geworden

Um die schlimmsten Auswirkungen des Klimawandels zu verhindern, ist es unerlässlich, neben der Reduzierung der Emissionen auch modernste Lösungen zur langfristigen Entfernung von Kohlendioxid aus der Erdatmosphäre zu entwickeln.

Um dieser dringenden globalen Erwärmungskrise zu begegnen, hat ein internationales Forscherteam unter der Leitung der King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) eine vielversprechende Methode zur Kohlenstoffabscheidung und -speicherung entwickelt.

Methanhydrat wurde auf seine Fähigkeit untersucht, Gasmoleküle wie Kohlendioxid unter hohem Druck einzufangen und einzufangen. Allerdings ist es schwierig, diese Bedingungen im Labor nachzubilden, und der Ansatz ist zudem energieintensiv, da der Methan-Eis-Feststoff gekühlt werden muss.

Mithilfe eines Salzes – Guanidiniumsulfat – haben Forscher erfolgreich gitterartige Strukturen namens Clathrate geschaffen, die die Methanhydrataktivität effektiv nachahmen, die CO2-Moleküle einfangen und zu einer energieeffizienten Methode zur Eindämmung des Treibhausgases führen.

„Das Guanidiniumsulfat dient dazu, die CO2-Moleküle zu organisieren und einzufangen, ohne mit ihnen zu reagieren“, sagte einer der leitenden Forscher Cafer Yavuz. „Wir haben ein seltenes Beispiel eines Clathrats entdeckt, das bei Umgebungstemperatur und -druck stabil und nicht korrodierend ist, eine äußerst wünschenswerte Eigenschaft im Vergleich zu Ethanolamin, Ammoniak und anderen Lösungen, die üblicherweise bei der Kohlenstoffabscheidung verwendet werden.“

Die salzbasierte Clathratstruktur nutzt energiearme Physisorptionsprozesse und fängt CO2 ohne Einmischung von Wasser oder Stickstoff ein und eröffnet so einen vielversprechenden Ort für zukünftige Technologien zur Kohlenstoffabscheidung und -speicherung durch schnelle CO2-Verfestigung.

Diese Entdeckung schlägt eine neue Möglichkeit vor, Kohlendioxid als Feststoff zu speichern und zu transportieren. CO2 wird herkömmlicherweise als Feststoff in Trockeneis, komprimiert in einer Gasflasche oder in Form von Carbonaten transportiert. Die Salzclathrate ermöglichen den Transport von CO2 in fester Pulverform und bieten eine sehr volumetrische Kapazität pro Gewichtseinheit, wodurch der Prozess am wenigsten Energie verbraucht und ein enormes Potenzial für reale Anwendungen bietet.

„Unser Team hat es möglich gemacht, CO2 in fester Form zu transportieren, ohne dass Kühlung oder Druck erforderlich sind. Von nun an können Sie CO2-beladene Feststoffe buchstäblich schaufeln“, sagte Yavuz. „Die Auswirkungen sind weitreichend und stark, da die globale Kraftstoffindustrie und die Unternehmen des Königreichs aktiv nach Möglichkeiten suchen, CO2 ohne erhebliche Energieeinbußen abzufangen, zu speichern und zu transportieren.“

Dieser Durchbruch könnte erhebliche Auswirkungen auf den Kampf gegen den Klimawandel haben und eine energieeffiziente Kohlenstoffabscheidung und -speicherung ermöglichen. Das Forschungsteam ist optimistisch, dass ihre Ergebnisse zu weiteren Verbesserungen der CO2-Abscheidung in Bezug auf Stabilität, Recyclingfähigkeit, Sorptionskapazität und Selektivität führen und den Energieaufwand und die Kosten für die Regeneration senken werden.

An dem Forschungsteam sind neben KAUST auch Wissenschaftler der University of Science and Technology of China (USTC) und der Southern University of Science and Technology (SUSTech) beteiligt.

Zeitschriftenreferenz: