Könnte der Kampf gegen den Klimawandel künftig mit Lebensmittelabfällen geführt werden?
Forschende der ETH Zürich haben ein Verfahren entwickelt, das CO₂ aus der Luft entfernen soll – und dabei auf Reste aus der Käse- und Tofuproduktion setzt. Die Methode könnte nicht nur günstiger, sondern auch deutlich nachhaltiger sein als bisherige Technologien.
Warum die Welt CO₂ aus der Luft entfernen muss
Selbst wenn die Treibhausgasemissionen drastisch sinken, wird das allein nicht ausreichen.
Der Weltklimarat (IPCC) geht davon aus, dass zusätzlich hunderte Milliarden Tonnen Kohlendioxid aus der Atmosphäre entfernt werden müssen, um die globale Erwärmung langfristig auf 1,5 Grad Celsius zu begrenzen.
Genau hier setzt die sogenannte Direct Air Capture (DAC)-Technologie an.
Ein Schwamm aus Lebensmittelabfällen
Die Forschungsgruppe um ETH-Professor Raffaele Mezzenga nutzt dafür einen ungewöhnlichen Rohstoff: Abfälle aus der Käse- und Tofuproduktion.
Bei der Herstellung von Milchprodukten und Tofu entstehen grosse Mengen proteinhaltiger Reststoffe. Diese werden bislang oft nicht weiterverwertet.
Die Forschenden isolieren daraus Proteine und formen daraus sogenannte Amyloidfibrillen – lange, fadenförmige Eiweissstrukturen.
Diese werden anschliessend:
- mit Kaliumhydroxid versetzt,
- zu porösen Kügelchen verarbeitet,
- und dienen später als CO₂-Absorber.
Die Kügelchen funktionieren wie ein Schwamm
Das Material nimmt Kohlendioxid direkt aus der Umgebungsluft auf.
Kaliumhydroxid reagiert mit dem CO₂ und bildet Hydrogencarbonat – ein Salz der Kohlensäure. Dadurch wird das Treibhausgas gebunden.
Laut den Forschenden konnten in Tests mit nur einem Gramm Material rund 97 Milligramm CO₂ eingefangen werden.
Damit liege die Aufnahmekapazität 10 bis 50 Prozent höher als bei vielen bestehenden DAC-Verfahren.
Der entscheidende Vorteil: Weniger Energieverbrauch
Bisherige Technologien benötigen meist:
- hohe Temperaturen,
- Unterdruck,
- und grosse Mengen Energie,
um das eingefangene CO₂ wieder freizusetzen.
Die ETH-Forschenden gehen einen anderen Weg.
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Die Proteinkügelchen werden bei Raumtemperatur während rund zehn Minuten mit einer milden Säure und Base besprüht. Dadurch lösen sich die chemischen Bindungen, und das CO₂ kann isoliert werden.
Das Besondere:
- Die Kügelchen sind wiederverwendbar.
- Die verwendeten Stoffe gelten als ungiftig.
- Das Verfahren benötigt deutlich weniger Energie.
Teil einer echten Kreislaufwirtschaft
Nach mehreren tausend Einsätzen verlieren die Kügelchen zwar an Leistungsfähigkeit.
Doch auch dann könnten sie weiterverwendet werden.
Mögliche Anwendungen:
- als Dünger in der Landwirtschaft,
- zur Herstellung von Biotreibstoffen,
- als biologisch abbaubares Material.
Die Forschenden sehen darin einen wichtigen Beitrag zur Kreislaufwirtschaft.
Noch im Labor – aber mit grossem Potenzial
Bislang wurde das Verfahren nur im kleinen Massstab getestet.
Im Labor konnten die Wissenschaftler rund 50 Gramm CO₂ erfolgreich einfangen und wieder freisetzen. Auch nach 30 Testzyklen blieb die Effizienz nahezu unverändert.
Ob die Technologie im industriellen Massstab funktioniert, müssen weitere Untersuchungen zeigen.
Professor Mezzenga zeigt sich dennoch optimistisch:
«Unsere Technologie ist günstiger und nachhaltiger, weil sie wenig Energie benötigt und auf einem breit verfügbaren Abfallprodukt beruht.»
Könnte das die Zukunft der CO₂-Entfernung sein?
Die direkte CO₂-Entnahme aus der Luft gilt als eine der vielversprechendsten Klimatechnologien.
Bisher scheitert ihr grosser Durchbruch jedoch häufig an hohen Kosten und dem enormen Energiebedarf.
Die Entwicklung der ETH Zürich könnte dieses Problem entschärfen – und aus einem Lebensmittelabfall einen wichtigen Baustein im Kampf gegen den Klimawandel machen.
Aus Reststoffen von Käse und Tofu entsteht möglicherweise eine Technologie, die das Potenzial hat, die CO₂-Entfernung günstiger und nachhaltiger zu machen.
Noch steht die Innovation am Anfang. Doch sollte sie sich im grossen Massstab bewähren, könnte aus einem vermeintlichen Abfallprodukt ein entscheidender Klimaretter werden.
