Treibhausgas als Rohstoff : Forscher verwandeln Kohlendioxid in Karbonfasern
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Karbon-Nanofasern, gewonnen aus dem Treibhausgas Kohlendioxid Bild: Stuart Licht
Mit einem Elektrolyse-Verfahren lassen sich wertvolle Karbonfasern günstig aus dem Kohlendioxid der Atmosphäre gewinnen. Amerikanische Wissenschaftler haben es entwickelt - und versprechen sich davon einiges.
Kohlendioxid, das bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe anfällt und als Treibhausgas in Verruf geraten ist, könnte zur Herstellung von Karbonfasern genutzt werden. Amerikanische Wissenschaftler haben ein entsprechendes Syntheseverfahren entwickelt. Zur Herstellung der Kohlenstofffasern, die ein begehrtes Leichtbaumaterial für Autos, Flugzeuge und in Rotorblättern von Windrädern sind, nutzen die Forscher um Stuart Licht von der George Washington University eine Elektrolysereaktion.
Die Wissenschaftler füllten ein hitzebeständiges Gefäß mit geschmolzenem Lithiumkarbonat, dem man einige Metalle beigemischt hatte, und tauchten eine Stahl- und eine Nickel-Elektrode in den Elektrolyten. Dann gaben sie Lithiumoxid hinzu und ließen Kohlendioxid einströmen. Als man elektrischen Strom von einer Solarzelle durch die Schmelze schickte, bildeten sich an der Stahlelektrode winzige Fasern aus Kohlenstoff.
Nennenswerter Beitrag zur Treibhausgas-Abscheidung
Wie Licht und seine Kollegen in den „Nano Letters“ berichten, laufen bei dem Verfahren mehrere Reaktionen ab. So reagiert das Lithiumdioxid mit einströmendem Kohlendioxid zu weiterem Lithiumkarbonat. Dieses zersetzt sich im Zuge der Elektrolyse in Lithiumoxid, Sauerstoff und Kohlenstoff. Letzterer scheidet sich in Form von dünnen, bis zu 200 Mikrometer langen Fasern an der Kathode ab. Der Sauerstoff entweicht in die Luft, und das Lithiumoxid, das in der Schmelze verbleibt, reagiert wieder mit Kohlendioxid. Licht und seine Kollegen veränderten die Zusammensetzung des Elektrolyten, variierten Heiztemperatur sowie Stromstärke und tauschten das Elektrodenmaterial aus.
Mit der richtigen Wahl der Parameter erreichten die Forscher eine Ausbeute von bis zu 95 Prozent. Würde man das Verfahren weiter optimieren, könne man nach Ansicht der Forscher nicht nur größere Mengen an Kohlendioxid aus der Atmosphäre entfernen. Auch Karbonfasern ließen sich so günstiger herstellen, als es derzeit mit den gängigen Verfahren möglich ist.
