Modularer Prüfstand für die Optimierung von Direct Air Capture (DAC)

Laut dem Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) sind zur Einhaltung des Pariser Klimaabkommens neben einer drastischen Reduktion von Treibhausgasemissionen auch negative Emissionen erforderlich. „Negative Emissionen“ bezeichnet die Abscheidung und langfristige Speicherung von CO₂ aus der Atmosphäre. Für die atmosphärische CO₂-Abscheidung ist eine vielversprechende Technologie das adsorptions-basierte Direct Air Capture (DAC), bei dem CO₂ mithilfe fester Sorbentien aus der Umgebungsluft gefiltert wird. Jedoch ist DAC bisher sehr teuer und energieintensiv, sodass eine möglichst optimale Anlagen- und Prozessauslegung unabdingbar ist.

Besonders herausfordernd sind variable Umgebungsbedingungen, wie Temperatur und Luftfeuchtigkeit, die erheblichen Einfluss auf den Energiebedarf und die CO₂-Abscheiderate haben. So kann aus neueste Studien geschlussfolgert werden, dass DAC-Systeme speziell für die realen Bedingungen am Aufstellungsort optimiert werden sollten. Allerdings stellen groß angelegte Messkampagnen am Aufstellungsort einen erheblichen Aufwand dar.

Hier setzt die Forschung des LTT an: Wir haben einen Prüfstand entwickelt, mit dem der DAC-Prozess im Labor unter genau definierbaren Umgebungsbedingungen vermessen und optimiert werden kann. Der Prüfstand ist modular aufgebaut, sodass schnell verschiedene Adsorbergeometrien und Sorbentien vermessen werden können. Dabei kann die Sorbensmassen im Bereich von wenigen 100 Gramm bis zu mehreren Kilogramm liegen. Der Prüfstand wurde erfolgreich für das Referenzsorbens „Lewatit“ validiert und zeigt eine gute Übereinstimmung mit Messungen aus der Literatur. In Zukunft wird der Prüfstand die Forschung dabei unterstützen, die Energieeffizienz und die Kosten von DAC zu senken. Damit leistet er einen wichtigen Beitrag zur Entwicklung nachhaltiger Technologien für die Erreichung der Klimaziele.