Forscher der Chung-Ang-Universität in Südkorea untersuchen Verfahren zur Kohlenstoffabscheidung und -nutzung, wobei Abfälle oder reichhaltige natürliche Ressourcen als Ausgangsmaterial dienen. Dies gewährleistet die wirtschaftliche Rentabilität der Technologie.
In der neuen Studie untersuchte ein Team unter der Leitung von Professor Sungho Yoon und Associate Professor Chul-Jin Lee die Verwendung von industriellem Kohlendioxid und Dolomit zur Herstellung zweier wirtschaftlich rentabler Produkte: Calciumformiat und Magnesiumoxid.
Die Studie mit dem Titel „Dynamische Umwandlung von Dolomit-Magnesium- und Calciumionen in nützliche Wertprodukte unter Verwendung von Kohlendioxid“ wurde im Journal of Chemical Engineering veröffentlicht.
Der Klimawandel ist ein ernstes Problem, dem höchste Priorität eingeräumt werden muss. Daher entwickeln Länder weltweit Strategien, um seine Auswirkungen zu verringern.
Die Europäische Union schlägt beispielsweise einen umfassenden Leitfaden zur Erreichung der Klimaneutralität bis 2050 vor. Auch der Europäische Grüne Deal betont die Bedeutung der Reduzierung von Treibhausgasemissionen.
Aus diesem Grund erforschen Wissenschaftler die Technologie zur Kohlenstoffabscheidung und -nutzung als vielversprechenden Weg, die Speicherung und Verarbeitung von Kohlendioxid kostengünstig auszuweiten.
Die weltweite Forschung zur Kohlenstoffabscheidung und -nutzung beschränkt sich jedoch auf etwa 20 Umwandlungsverbindungen.
Angesichts der Vielfalt der CO2-Emissionsquellen ist ein breiteres Spektrum an Verbindungen von entscheidender Bedeutung.
Dies unterstreicht die Bedeutung einer eingehenden Untersuchung der Umwandlungsprozesse von Kohlendioxid in niedriger Konzentration.
In der neuen Studie nutzte das Team einen Katalysator (Ru/bpyTN-30-CTF), um Kohlendioxid Wasserstoff zuzusetzen. Das Ergebnis waren zwei wertvolle Produkte: Calciumformiat und Magnesiumoxid.
Calciumformiat wird als Zementzusatzstoff, Enteisungsmittel und Tierfutterzusatzstoff sowie für andere Zwecke wie die Ledergerbung verwendet.
Das Verfahren des Teams ist nicht nur machbar, sondern auch unglaublich schnell; das Produkt wird in nur fünf Minuten bei Raumtemperatur hergestellt.
Die Forscher schätzen unter anderem, dass dieses Verfahren das Treibhauspotenzial im Vergleich zu herkömmlichen Methoden der Calciumformiat-Herstellung um 20 % reduzieren könnte.
„Es besteht ein wachsendes Interesse daran, Kohlendioxid zur Herstellung wertvoller Produkte zu nutzen, die dazu beitragen können, die Auswirkungen des Klimawandels abzumildern und gleichzeitig wirtschaftliche Vorteile zu generieren.“
Professor Yoon sagte: „Durch die Kombination von Kohlendioxid-Hydrierungsreaktionen und Kationenaustauschreaktionen wurde ein Verfahren entwickelt, mit dem sich gleichzeitig Metalloxide reinigen und wertvolles Formiat herstellen lässt.“
Die Forscher prüften, ob ihre Methode die derzeitigen Produktionsmethoden ersetzen könnte. Dazu untersuchten sie die Umweltauswirkungen und die wirtschaftliche Machbarkeit nachhaltiger CO2-Umwandlungsmethoden.
„Aufgrund der Ergebnisse können wir sagen, dass unsere Methode eine umweltfreundliche Alternative zur Kohlendioxidumwandlung darstellt, die herkömmliche Methoden ersetzen und zur Reduzierung der industriellen Kohlendioxidemissionen beitragen kann“, erklärte Professor Yin.
Die Aussichten für eine nachhaltige Umwandlung von Kohlendioxid in Produkte sind zwar vielversprechend, doch lassen sich diese Prozesse nicht immer einfach in größerem Maßstab umsetzen.
Die meisten CCU-Technologien sind bisher nicht kommerzialisiert worden, da ihre wirtschaftliche Rentabilität im Vergleich zu traditionellen kommerziellen Verfahren gering ist.
„Wir müssen das CCU-Verfahren mit dem Abfallrecycling kombinieren, um es ökologisch und ökonomisch rentabel zu gestalten. Dies könnte dazu beitragen, die Netto-Null-Emissionsziele in Zukunft zu erreichen“, schloss Dr. Lee.
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