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SAFE-CO2
Schaltbare Adsorber in einem strukturierten Bett für die energie-effiziente CO2 Abscheidung.
Die Abtrennung von CO2 aus Luft wird einen wichtigen Beitrag im Kampf gegen den Klimawandel spielen, wenn der Energieaufwand weiter reduziert wird. Im Projekt SAFE-CO2 werden dazu schaltbare CO2-Adsorber entwickelt, die das CO2 bei niedrigen Temperaturen freisetzen. Diese werden in ein poröses Bett eingebaut, das eine einfache Durchströmung mit Luft erlaubt. Damit wird ein Energie-effizientes Verfahren für das Direct-Air-Capture entwickelt.
Projektleitung
Dr. Thomas Schiestel
Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik (IGB)
Projektdauer
01.03.2026 – 28.02.2029Projektpartner
Prof. Markus Gallei, Institut für Polymerchemie, Universität des Saarlandes (IPC)|Dr.-Ing. Raphael Vollmer, Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung (ZSW)|Dr. Tobias Götz, Dr. Claudia Vorbeck, Fraunhofer Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik (IGB)
Was tun wir genau und warum?
Das Projekt SAFE-CO2 zielt auf die Entwicklung einer energieeffizienten Technologie zur direkten Abscheidung von Kohlendioxid (CO2) aus der Luft (Direct Air Capture, DAC) ab, um einen Beitrag zu negativen Emissionen und damit zum Klimaschutz zu leisten. Während klassische Verfahren höhere Temperaturen und größere Energiemengen für die Regeneration erfordern, verfolgt SAFE-CO2 einen innovativen Ansatz auf Basis thermoresponsiver Adsorbermaterialien.
Im Mittelpunkt stehen spezielle Materialien, die CO2 an ihrer Oberfläche binden können. Diese Adsorber bestehen aus Polymeren, die sich bei Erwärmung verändern. Bei relativ niedrigen Temperaturen (Ziel: 70°C), geben sie das zuvor aufgenommene CO2 wieder frei. Dadurch lassen sich Aufnahme und Freisetzung gezielt steuern. Die Materialien sollen große Mengen CO2 aufnehmen, schnell reagieren und auch nach vielen Einsatzzyklen zuverlässig funktionieren.
Damit viel Luft mit wenig Widerstand durch das System strömen kann, werden die Adsorber in poröse, schwammartige Strukturen eingebettet. Diese Strukturen sind aus der Membrantechnik bekannt und ermöglichen einen geringen Druckverlust. Gleichzeitig wird die Wärmezufuhr so gestaltet, dass möglichst nur die Adsorber erwärmt werden. Ein Teil der eingesetzten Wärme soll wiederverwendet werden, um den Energiebedarf weiter zu senken.
An dem Projekt arbeiten drei Partner mit unterschiedlichen Schwerpunkten zusammen. Das Institut für Polymerchemie der Universität des Saarlandes entwickelt die neuen Adsorbermaterialien. Fraunhofer Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik gestaltet die Module und Strukturen, und das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung testet die Leistung und entwickelt passende Prozesse. Zusätzlich wird bewertet, wie umweltfreundlich und wirtschaftlich das Verfahren im Vergleich zu bestehenden Lösungen ist.
Insgesamt soll SAFE-CO2 zeigen, dass die direkte CO2-Entnahme aus der Luft technisch machbar, energiearm und langfristig nutzbar ist. Das Projekt leistet damit einen wichtigen Beitrag zu zukünftigen Klimaschutztechnologien. Langfristig kann die Technologie helfen, unvermeidbare Emissionen auszugleichen und CO2 als Rohstoff für Industrie, Baustoffe oder chemische Produkte bereitzustellen und nachhaltige Wertschöpfungsketten zu ermöglichen, die klimaneutrale Prozesse fördern und den Übergang zu einer umweltverträglicheren Wirtschaft unterstützen.