Nanotechnologien könnten Kosten für die CO2-Abscheidung senken
Ein europäisches Projekt mit dem Titel "Nanomembranes against Global Warming" (NANOGLOWA - Nanomembranen gegen globale Erwärmung) sucht einen neuen Weg zur Abscheidung von CO2-Emissionen bei Kraftwerken mithilfe der Nanotechnologie. Nanostrukturierte Membranen könnten den Energieverbrauch und die Kosten der Kohlenstoffabscheidung senken und so eine attraktivere Technologie als die derzeitige bieten. Europa stößt jährlich eine Gigatonne Kohlendioxid in die Atmosphäre aus. Etwa ein Drittel davon stammt aus Kraftwerken, die mit fossilen Brennstoffen betrieben werden. Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (CSS) könnten diese Emissionen um bis zu 90% verringern. Die Idee dabei ist, den so eingefangenen Kohlenstoff unterirdisch, beispielsweise in leeren Gasfeldern und Wasserschichten, zu speichern. Bestehende Abscheidungsmethoden umfassen Absorption und nichtselektive Kühlung. Während des Absorptionsverfahrens fließen die Abgase - meist bestehend aus Stickstoff, Wasser, Staubpartikeln und natürlich CO2 - durch eine Reihe von Bädern, in denen das Kohlendioxid mit Aminen gebunden wird. Diese �Waschtechnik� benötigt allerdings viel Energie und ist daher nicht sehr kostengünstig, da sie bis zu 25% der vorher produzierten Energie verbraucht. Außerdem werden sowohl große Anlagen als auch Chemikalien benötigt, sagt das Team von NANOGLOWA. Dagegen würde die CO2-Abscheidung durch Membranen lediglich bis zu 8% der produzierten Energie verbrauchen und die Installationskosten verringern. Aber passende Membranen müssen erst entwickelt werden. Derzeit werden im Rahmen des Projekts fünf verschiedene Arten von Nanomembranen gleichzeitig entwickelt: - Polymermembranen: - - Diffusionsmembranen, Block-Kopolymere - - einseitige Trägermembranen, Celluloseacetat oder Polyamide - - ionomerische Hochspannungsmembranen, elektrisch modifizierte Werkstoffe - Kohlenstoffmembranen: - - molekulare Siebmembranen aus Kohlenstoff - Keramikmembranen Während Polymermembranen billig sind, scheinen sie sich zu erweitern, wenn sie bei höherem Druck mit CO2 in Kontakt kommen, sodass die Selektivität und demzufolge die Wirksamkeit wesentlich vermindert werden. Kohlenstoffmembranen dagegen sind gut entwickelt und besitzen eine gute Selektivität, behauptet das Team von NANOGLOWA, aber sie könnten durch die Abgase der Kraftwerke verunreinigt werden. Schließlich sind Keramikmembranen sehr stabil und sehr langlebig, da sie gut auf extreme Bedingungen wie hohe Temperaturen ansprechen. Nach der Entwicklung in wissenschaftlichen Laboren werden die Membranen im fünften und letzten Jahr des Projekts (2011) in Pilotkraftwerken getestet. Das NANOGLOWA-Projekt vereint 26 Organisationen, unter anderem sechs Universitäten und fünf Kraftwerksbetreiber sowie industrielle und kleine und mittlere Unternehmen (KMU) aus 14 europäischen Ländern. Das Projekt wird mit Mitteln aus dem Sechsten Rahmenprogramm von der Europäischen Kommission mit 7 Millionen Euro gefördert. Die Gesamtkosten belaufen sich auf 12,5 Millionen Euro.