Nanofasern aus CO2 hergestellt
In einer Elektrolysezelle haben Chemiker aus Washington D.C. Kohlenstoff-Nanofasern gewonnen. Den Kohlenstoff dazu holten sie sich aus der Luft.
Aus den Nanofasern könnten in weiteren Schritten beispielsweise die für die Industrie interessanten Kohlenstoff-Nanoröhren gebildet werden.
(Bild: Stuart Licht, Ph.D.)
Wissenschaftler um den Gruppenleiter Stuart Licht von der Georg Washington University haben damit einen Weg gefunden, das schädliche Treibhausgas CO2 in wertvolle Kohlenstoff-Nanofasern zu verwandeln. Das berichtet Technology Review in dem Artikel "Aus CO2 mach Nanofasern" und bezieht sich auf einen Artikel der Online-Ausgabe von Science. Doch der Transformationsprozess, den die Forscher in der Veröffentlichung in Nano Letters beschreiben, ist erst der Anfang zu einem größeren Einsatz.
STEP (Solar Thermal Electrochemical Process) nennen sie das Verfahren, das in einer Elektrolysezelle abläuft. Darin befindet sich geschmolzenes Lithiumcarbonat, das bei einer Temperatur von 723 Grad Celsius flüssig ist. Zwei Elektroden setzen das Bad unter Spannung setzen. Dabei spaltet sich das Litihiumcarbonat in Lithiumoxid und Kohlenstoff auf. Kommt nun Kohlendioxid aus der Luft hinzu, reagieren die Stoffe miteinander: An der Anode wird Sauerstoff frei, an der Kathode sammelt sich Kohlenstoff und weiteres Lithiumcarbonat. Der Kohlenstoff hat aber eine ganz besondere Form, berichtete Stuart Licht bei der Vorstellung des Verfahrens in Washington: "Es sind Kohlenstoff-Nanofasern. Damit transformieren wir CO2 in etwas Nützliches."
Um die winzigen wertvollen Fasern zu stabilisieren, kommen Übergangsmetalle wie Zink, Nickel, Cobalt, Kupfer oder Eisen mit in das Bad aus Lithiumcarbonat. Sie lagern sich an der Kathode ab und bilden dort gewissermaßen das Gerüst, auf dem die Fasern "wachsen", wie Stuart Licht beschreibt. Daraus könnten in weiteren Schritten beispielsweise die für die Industrie interessanten Kohlenstoff-Nanoröhren gebildet werden.
Mit 100 Ampere erhielten die Forscher 10 Gramm Nanofasern pro Stunde. Auch Solarenergie könnte für den Prozess verwendet werden, was die Forscher nach eigenen Angaben bereits ausprobiert haben. Dabei schätzt Licht die Kosten für den entsprechenden Strom auf circa 1.000 Dollar pro Tonne Kohlenstoff-Nanofaser. Solche Fasern würden sonst für rund 25.000 Dollar pro Tonne verkauft. Damit lägen die Kosten für das Herstellungsverfahren von Stuart Licht um ein Vielfaches unter dem Marktwert des Materials.
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(jle)
