CO2 nicht nur einfangen - lieber umwandeln und nutzen

Abgesehen davon, dass CO2 den Treibhauseffekt vorantreibt, ist es in höheren Konzentrationen ziemlich toxisch und chemisch extrem stabil. Immerhin bleibt es am Ende eines wichtigen chemischen Prozesses übrig: bei Feuer, egal, ob im Kamin, im Kraftwerk oder auf dem Grill.

Man kann es also anschließend nicht einfach wieder aufspalten. Die Energie dafür liegt beim Vielfachen dessen, was der Prozess der Verbrennung vorher an Energie freigesetzt hat. Das ist also absolut ineffizient.

Auch die Einlagerung gestaltet sich schwierig. Das CO2 müsste direkt bei der Entstehung abgefangen werden. Zudem lässt sich ein Gas nur schwer an einem Ort binden geschweige denn über lange Zeit verwahren.

Stattdessen muss es irgendwie zu einer Reaktion gezwungen werden, und zwar mit möglichst geringem Einsatz an Energie. Chemiker setzen hier Katalysatoren ein, die Reaktionszeiten oder notwendige Reaktionsenergien verändern.

Forschende des MIT haben den gesamten Prozess, der aus CO2 zunächst Kohlenmonoxid macht, mit Hilfe einer neuartigen Elektrode extrem optimieren können. So könnten sich erneuerbare Energiequellen dafür tatsächlich lohnen. Laut ihrem Paper soll er ausreichend energieeffizient und dank eines unkomplizierten Aufbaus problemlos in größeren Dimensionen ausführbar sein.

Wobei es sich zunächst nicht so anhört: Eine Elektrode aus Kohlenstofffasern ist mit Fäden aus DNA-Strängen bestückt. An deren Ende wiederum sitzt der Katalysator. Im konkreten Fall handelt es sich um Porphyrine, chemische Farbstoffe.

Tatsächlich sollen diese DNA-Fäden preisgünstig herzustellen sein. Sie lassen sich an die jeweiligen Bedürfnisse perfekt anpassen und wirken wie ein Klettverschluss. So kann das Kohlendioxid, üblicherweise gelöst in Wasser, auf engstem Raum in Kontakt zum Katalysator in Kohlenmonoxid umgewandelt werden.

So wird aus dem wenig reaktiven CO2 ein gut zu verarbeitender chemischer Grundstoff. Denn aus Kohlenstoffmonoxid lässt sich zum Beispiel Methanol und Ethanol herstellen. Beide Substanzen werden für chemische Prozesse in großen Mengen benötigt. Und zur größten Not kann man damit wiederum Verbrennungsmotoren betreiben, heizen oder Strom erzeugen.

Anmerkung: In einer ersten Fassung hieß es, dass die Aufspaltung von CO2 grob so viel Energie benötigt, wie die Verbrennung freisetzt. Wir wurden durch die Leserschaft darauf hingewiesen, dass sogar mindestens der dreifache Energiewert benötigt wird, und haben dies im Text geändert.