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Direkte Luftabscheidung (DAC)

2010
Anlage zur direkten Abscheidung von CO2 aus der Atmosphäre durch chemische Prozesse.

(generiertes Bild nur zur Veranschaulichung)

Eine Technologie zur direkten Entfernung von Kohlendioxid aus der Umgebungsluft, wo die Konzentration sehr gering ist (ca. 420 ppm). Die beiden primären Ansätze nutzen entweder Flüssiglösungsmittelsysteme, bei denen Luft durch chemische Lösungen (z. B. Kaliumhydroxid) geleitet wird, oder feste Sorptionssysteme, bei denen Luft über filterartige Oberflächen geleitet wird, die CO2 chemisch binden. Das abgeschiedene CO2 wird anschließend zur Speicherung oder Nutzung freigegeben.

Direct Air Capture (DAC) is a negative emissions technology because it removes historical CO2 emissions from the air, unlike point-source capture which only prevents new emissions. The main technical challenge is the low concentration of CO2 in the air, which requires moving vast quantities of air and using highly efficient chemical absorbers, making the process energy-intensive and expensive.

In Flüssiglösungsmittelsystemen drücken große Ventilatoren Luft durch einen Luftkontaktor, der eine starke chemische Lösung enthält, typischerweise eine wässrige Hydroxidlösung. Das CO2 reagiert zu einem Carbonatsalz. Diese Salzlösung wird anschließend in einem separaten Reaktor erhitzt, wodurch das CO2 in einem reinen Strom freigesetzt und die ursprüngliche Hydroxidlösung zur Wiederverwendung regeneriert wird. Dieser Prozess ist kontinuierlich, erfordert jedoch hohe Temperaturen (bis zu 900 °C).

Bei Feststoffsorptionssystemen wird Luft über feste Materialien (Sorbentien) geblasen, an deren Oberfläche Amine oder andere Chemikalien gebunden sind. Diese Chemikalien adsorbieren selektiv CO2-Moleküle. Sobald das Sorbens gesättigt ist, wird es in eine beheizte Niederdruckkammer geleitet, wo das CO2 freigesetzt wird. Dieser Prozess erfordert typischerweise niedrigere Temperaturen (80–120 °C) als Flüssigsysteme, wodurch die Nutzung von Abwärme oder Erdwärme ermöglicht wird. Nach der Abscheidung und Reinigung des CO2 muss es dauerhaft im Untergrund gespeichert oder in Produkten wie synthetischen Kraftstoffen oder Baumaterialien verwendet werden, um einen Klimavorteil zu erzielen.

UNESCO Nomenclature: 3305
– Chemical engineering and technology

Typ

Industrieller Prozess

Unterbrechung

Inkremental

Verwendung

Aufstrebende Technologie

Vorläufersubstanzen

  • Luftreinigungstechnologie, die in U-Booten und Raumfahrzeugen zur Lebenserhaltung eingesetzt wird
  • Industriegas separation and purification techniques (e.g., Druckwechseladsorption)
  • Fortschritte in der chemischen Verfahrenstechnik und Materialwissenschaft für die Sorbententwicklung
  • Verständnis der Säure-Base-Chemie
  • Theorien zum Klimawandel und zur Notwendigkeit negativer Emissionen

Anwendungen

  • Bereitstellung von CO2 für synthetische Kraftstoffe (z. B. Kombination mit grünem Wasserstoff)
  • CO2-Versorgung von Gewächshäusern zur Förderung des Pflanzenwachstums
  • kohlensäurehaltige Getränke
  • use in Kohlenstoffabscheidung, utilization, and storage (CCUS) projects
  • kommerzielle DAC-Anlagen, die von Unternehmen wie Climeworks (Schweiz) und Carbon Engineering (Kanada) betrieben werden

Patente:

  • US7892348B2
  • US8128749B2
  • WO2010051693A1

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Historischer Kontext

Direkte Luftabscheidung (DAC)

2000
2000
2002
2010
2013-09-24
2000
2000
2000
2003
2013

(wenn das Datum unbekannt oder nicht relevant ist, z. B. „Strömungsmechanik“, wird eine gerundete Schätzung seines bemerkenswerten Auftretens bereitgestellt)

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