Vom Treibhausgas zum Hightech-Rohstoff: Aus CO2 wird Carbon Black
Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht im Forschungsprojekt „Necoc“ eine Versuchsanlage zur aktiven Reduktion des atmosphärischen Kohlendioxids (CO2).
Die Anlage im Containermaßstab produziert aus dem in der Umgebungsluft enthaltenen CO2 das hochreine Kohlenstoffpulver „Carbon Black“, welches industriell als Rohstoff für Hightech-Anwendungen genutzt werden soll. „Carbon Black kann in der Elektronik-, Druck- oder Bauindustrie eingesetzt werden“, ergänzt Professor Thomas Wetzel vom Institut für Thermische Verfahrenstechnik (TVT) und Leiter des Karlsruher Flüssigmetalllabors Kalla am Institut für Thermische Energietechnik und Sicherheit (ITES) des KIT.
Foto: Moritz Leg
In der Versuchsanlage wird mithilfe eines Adsorbers CO2 zunächst aus der Umgebungsluft gefiltert (Direct-Air-Capture-Verfahren, DAC). Anschließend wird es zusammen mit erneuerbarem Wasserstoff in einem mikrostrukturierten Reaktor in Methan und Wasser umgewandelt. Das erzeugte Methan dient als Kohlenstoffträger für den weiteren Prozess und wird in einen mit flüssigem Zinn befüllten Blasenreaktor geleitet. In den aufsteigenden Methanblasen kommt es zur Pyrolysereaktion, bei der Methan in seine Bestandteile zerfällt. Diese sind zum einen Wasserstoff, der direkt in die Methanisierung zurückgeführt wird, sowie fester Kohlenstoff in Form von mikrogranularem Pulver, dem Carbon Black.
Alle Prozessschritte wurden von den beteiligten Forschenden bereits bis zum Labormaßstab entwickelt. Der entscheidende Vorteil gegenüber den bisher vorgeschlagenen Konzepten zur Reduzierung von atmosphärischem CO2 – etwa Carbon-Capture-and-Storage-Methoden (CCS), bei denen die Speicherung von CO2 in tiefen Gesteinsschichten vorgesehen ist – liege dabei vor allem im Endprodukt Carbon Black: Fester Kohlenstoff sei viel weniger komplex in der Handhabung als CO2 und sogar als Rohstoff nützlich. Bislang sei Carbon Black hauptsächlich aus fossilem Erdöl hergestellt worden. Insofern sei das Verfahren in mehrfacher Hinsicht ein technologischer Ansatz für eine nachhaltige Zukunft: „Es kombiniert den direkten Beitrag zur Lösung des Klimaproblems mit einem Baustein einer postfossilen Rohstoffversorgung.“
(EU-Recycling 05/2020, Seite 47, Foto: Moritz Leg)
