Dieses Bild soll die stete Zunahme der CO2-Emissionen symbolisieren.
Lausanne – Um den CO2-Eintrag in die Atmosphäre zu verringern und damit den Klimawandel nicht noch weiter zu befeuern, bietet es sich an, das CO2 aus dem Rauchgas von Kraftwerken oder Fabriken zu entfernen. Ein Problem der bisher dafür verwendeten Materialien ist jedoch, dass die meisten Wasser noch besser binden als CO2. Das heißt, dass feuchte Rauchgase zunächst getrocknet werden müssen, bevor sich das CO2 daraus entfernen lässt. Technisch ist das zwar machbar, aber teuer.
Ein Forscherteam unter Leitung von Berend Smit von der ETH Lausanne (EPFL) hat nun neue Materialien entworfen und auch bereits hergestellt, die das Problem umgehen. Dafür setzten die Forscher auf einen Ansatz aus der Medikamentenentwicklung: Bei der Suche nach neuen Wirkstoffkandidaten werden zunächst Millionen von Substanzen auf ihre Fähigkeit getestet, an eine für die Krankheit essenzielle Zielstruktur zu binden. Durch Vergleich aller Moleküle, die dies tun, lässt sich ein gemeinsames "Motiv" – also ein Element in der Struktur dieser Substanzen – identifizieren, das für die Bindung verantwortlich ist. Dieses Motiv dient dann als Basis für das Design der tatsächlichen Wirkstoffmoleküle.
Auf Materialsuche
Mit diesem Ansatz entwarfen die EPFL-Forscher am Computer 325.000 Materialien aus der Familie der sogenannten Metallorganischen Gerüstverbindungen (MOFs), deren Gemeinsamkeit die Fähigkeit zur CO2-Bindung ist. Anschließend engten sie die Auswahl anhand von Strukturmotiven in diesen Materialien ein. Der Algorithmus lieferte am Ende 35 Kandidatenmaterialien, die CO2 aus feuchten Rauchgasen besser entfernen als die bereits kommerziell verfügbaren.
Anschließend gingen die Forscher noch einen Schritt weiter und synthetisierten diese Materialien. In Zusammenarbeit mit internationalen Kollegen testeten sie die Fähigkeit der Stoffe zur CO2-Abscheidung aus feuchten Rauchgasen und verglichen diese mit bisherigen Materialien. Das Ergebnis: Die Experimente bestätigten die computerbasierten Vorhersagen tatsächlich. (red, APA, 12. 12. 2019)