Aktuelle Forschungsprojekte: DACME

Direct Air Capturing - Materialevaluation (DACME)

Direct Air Capture (DAC) beschreibt das Verfahren zur Abscheidung von CO2 aus Atmosphärenluft. Dieses Verfahren bietet großes Potential, da sich dadurch echte, negative CO2-Emissionen erzielen lassen, die für die Einhaltung der Klimaziele der Bundesrepublik unerlässlich sind. Weiterhin wird Kohlenstoff als essentieller Baustein für die Industrie und Energiespeicherung gewonnen, der so durch Defossilisierung der Wirtschaft in der Zukunft wegfällt. Das größte Hemmnis der DAC-Technologie ist derzeit der hohe Energiebedarf der Abscheidung von 2-5 MWh/tCO2. Aus unserer aktuellen Konzeptstudie (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360132321010209?via%3Dihub), geht hervor, dass die Energieeffizienz für DAC erheblich erhöht werden kann, wenn die Technologie in ein ganzheitliches Gebäudelüftungskonzept integriert wird. Es wird also nicht Umgebungsluft verwendet, sondern Abluft aus z.B. Bürogebäuden. Diese Luft beinhaltet i.d.R. mehr CO2 als Außenluft. Weiterhin kann die durch DAC und Hygienefilter aufgereinigte Luft partiell ins Gebäude zurückgeführt werden, was den Frischluftbedarf des Gebäudes, und so die Heiz- und Stromkosten massiv senken kann. Energieeinsparungen um ca. 50% sind realistisch. Die so eingesparte Energie kann für die Abscheidung von CO2 verwendet werden. So ergibt sich ein reduzierter Energiebedarf pro Tonne CO2 bei sonst gleichbleibenden Gebäudebetriebskosten. Die Absolutmenge an Energie, die für DAC verwendet werden kann ist dabei stark abhängig von Gebäude- und Nutzungsparametern. Besonders ältere Gebäude und solche, mit einer hohen Luftwechselrate bieten dahingehend große Potentiale.

Die zuvor genannten Erkenntnisse sollen im Rahmen des DACME-Projektes durch Untersuchungen geeigneter Adsorbermaterialien gestützt werden. Da moderne CO2-Adsorbentien auf dem freien Markt kaum verfügbar sind, sollen verschiedene potentielle Materialen auf ihr dahingehendes Potential hin untersucht werden. Ziel ist die Charakterisierung verschiedener CO2 adsorbierender Materialien im Hinblick auf Ihr Potential für Indoor-DAC Anlagen. Wichtige Parameter sind hier die Effizienz der Adsorbtion, also Anlagerung von CO2, sowie der Energiebedarf der Desorption (Freisetzung) des zuvor reversibel gebundenen CO2. Weitere wichtige Punkte sind die Zyklenstabilität des Materials, die CO2-Kapazität, die Material- und Herstellungskosten sowie die Verarbeitbarkeit und die Qualität des erhaltenen CO2. Zusätzlich soll untersucht werden, inwieweit die Materialen Sekundärstoffe emittieren, die im Umluftkonzept ins Gebäude zurückgeleitet werden würden.