Innovation

Aus Abgasen werden Flaschen und Rohlinge

Aachener Forscher wollen Abgase aus Kraftwerken in Getränkeflaschen, DVD-Rohlinge und andere nützliche Dinge verwandeln. Das wäre eine Abkehr von bisherigen Verwendungszwecken: Bislang konzentriert sich die Forschung darauf, das Kohlendioxid in porösem Gestein im Untergrund zu lagern.

Foto: ts/mw / DDP

Kohlendioxid aus der Verbrennung von fossilen Brennstoffen ist - in die Atmosphäre entlassen - als Treibhausgas schlecht gelitten. Aachener Forscher haben jetzt jedoch auf der Jahrestagung der Gesellschaft Amerikanischer Chemiker (ACS) in New Orleans ein Verfahren diskutiert, das den Klimaschutz mit der Kunststoffproduktion verbinden könnte.

Wenn man sich entschließe, den Kraftwerksabgasen Kohlendioxid (CO 2 ) zu entziehen, dann könne man es als Rohstoff für neue Produkte verwenden, so die Forscher um Thomas Müller vom kürzlich gegründeten Zentrum für Katalyseforschung (CAT) an der RWTH Aachen. CO 2 sei ein wertvoller Rohstoff und könne andere Plastikausgangsmaterialien ergänzen.

Die Forscher vom CAT, das von der RWTH Aachen und dem Leverkusener Chemiekonzern Bayer betrieben wird, sehen CO 2 vor allem als preisgünstigen Rohstoff in der Herstellung von Polycarbonat-Kunststoffen (PC), der teurere Ausgangsstoffe ersetzen kann. Aus PC entstehen unter anderem CD- und DVD-Rohlinge, Getränkeflaschen, Brillengläser und Linsen für Scheinwerfer. "Jedes Jahr werden Millionen Tonnen Polycarbonat verkauft - mit steigender Tendenz", so Müller. Vermutlich kein anderes Material habe ein größeres Potenzial, um Kohlendioxid zu binden und aus der Atmosphäre fernzuhalten. "CO 2 zu nutzen, um daraus Kunststoffe herzustellen, wird nicht das ganze Problem des Treibhausgases lösen, aber es kann einen deutlichen Beitrag dazu leisten", sagte Müller auf der ACS-Tagung.

Dort berichtete auch ein japanischer Kollege über CO 2 -Fixierung in Plastik. Toshiyasu Sakakura vom Nationalen Forschungsinstitut AIST in Tsukuba will neben Polycarbonat auch den verbreiteten Kunststoff Polyurethan (PU) aus CO 2 herstellen. PU wird zu Lacken, Schaumstoffen, Dichtungsmassen, Kunstfasern, Gehäusen und Werkzeugen verarbeitet.

Ganz einfach zu beschreiten ist der Weg indes nicht, denn CO 2 ist ein hoch stabiles und "träges" Molekül; es zeigt wenig Tendenz, sich chemisch umwandeln zu lassen. Der Aufbau verläuft deshalb "endotherm", das heißt, die chemische Reaktion verbraucht Energie, und die Ausbeute ist deshalb gering. Der Vorgang der PC-Herstellung soll daher mit einer chemischen Reaktion gekoppelt werden, die leicht abläuft und den Gesamtprozess in die gewünschte Richtung treibt. Mit diesem in der Chemie üblichen Prinzip könnte die Polycarbonat-Produktion auf Trab gebracht werden.

Außerdem sollen Katalysatoren, die in Entwicklung sind, die chemischen Reaktionen beschleunigen. Katalysatoren sind vor allem aus der Abgasreinigung von Automobilen bekannte Stoffe. Thomas Müller schätzt, dass es allerdings noch einige Jahre dauern wird, bis Kunststoffprodukte aus CO 2 auf den Markt kommen.

Bei der Frage, was man mit Kohlendioxid aus Kraftwerken anstellen könnte, statt es in die Atmosphäre zu entlassen, konzentriert sich die Forschung derzeit auf die Lagerung in porösem Gestein im Untergrund. Noch ist aber offen, ob das Gas dort dauerhaft bleibt, ob die Struktur der Gesteinsmineralien unverändert bleibt oder ob sich bislang unbekannte Phänomene einstellen. Bewährt sich die in Fachkreisen als "Sequestrierung" bezeichnete Methode, so wäre CO 2 zumindest verwahrt und sein Treibhauseffekt ausgeschaltet. Einen weiteren nützlichen Zweck erfüllt die Sequestrierung in dem Fall, der in einigen norwegischen Ölfeldern schon praktiziert wird: Man pumpt CO 2 in bald erschöpfte Lagerstätten, um so noch etwas von dem restlichen Öl "auszutreiben".

Einen ganz anderen Weg gehen Experimente, etwa an der Universität Duisburg-Essen, die überschüssiges CO 2 aus Verbrennungsanlagen in Algen-Bioreaktoren einleiten. Auf Dächern dem Sonnenlicht ausgesetzt, wachsen die Algen mithilfe des Kohlendioxids, teilen sich und bauen Biomasse auf.

Die kann man später verheizen und so in Wärme und/oder Strom verwandeln - und dann klimaneutral. Die Physiker um Hilmar Franke haben einen Bioreaktorprototyp entwickelt und wollen auf der Hannover Messe Ende April um Investoren werben.