Forscher haben ein neues Filtermaterial entwickelt, mit dem Wohnraumlüfter CO2 direkt aus der Raumluft entfernen können. Es soll zudem die Energiekosten senken.
Forscher der University of Chicago haben ein neues Filtermaterial entwickelt, das in bestehende Belüftungssysteme integriert werden kann und dadurch Kohlendioxid (CO2) direkt aus der Raumluft entfernen soll. Damit könnten Gebäudebesitzer herkömmliche Lüftungsanlagen als Klimaschützer betreiben.
Bisher galt die Abscheidung von Kohlendioxid aus der Luft als Aufgabe großer, teurer und energieintensiver Industrieanlagen, sogenannter DAC-Systeme (Direct Air Capture). Die Wissenschaftler präsentieren nun eine dezentrale Variante. Einen Filter, der unauffällig, leise und mit deutlich weniger Energieaufwand das leisten soll, was heute nur große Anlagen schaffen.
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CO2 aus Raumluft entfernen: Integration in bestehende Lüfter
Der neue Filter besteht aus einem Vlies aus Kohlenstoff-Nanofasern, das mit Polyethylenimin beschichtet ist. Das Material enthält chemische Gruppen, die CO2-Moleküle aus der Luft an sich binden können. Da die feinen Fasern den Luftstrom kaum behindern, können Hausbesitzer das Filterelement einfach in bestehenden Heizungs-, Lüftungs- und Klimasystemen (HLK) einsetzen.
Denn das System funktioniert ähnlich wie ein herkömmlicher HEPA-Filter. Der Unterschied ist, dass der Filter Kohlendioxid aus der vorbeiströmenden Luft zieht, anstatt nur Staubpartikel zurückzuhalten. Eine Lebenszyklusanalyse zeigt, dass das System netto über 90 Prozent des CO2, das es einfangen kann, tatsächlich entfernt.
Regeneration und Energievorteile
Im Gegensatz zu vielen herkömmlichen CO2-Filtern, die Wärme aus fossilen Quellen zur Regeneration benötigen, nutzt das neue Material Sonnenlicht. Die Kohlenstoff-Nanofasern absorbieren die Strahlung so effizient, dass sich der Filter selbst erhitzt. Das System setzt am Ende gespeichertes CO2 wieder frei, sodass es gesammelt oder weiterverarbeitet werden kann.
Alternativ genügt ein kurzer Stromimpuls, um das Gas wieder abzugeben. Ingenieur Ronghui Wu erklärt, dass der Filter auch einen praktischen Vorteil für Gebäude bietet: Er könne den Energieverbrauch senken. Normalerweise muss eine Klimaanlage konstant Außenluft ansaugen, die sie anschließend heizt oder kühlt, um den CO2-Gehalt in Innenräumen niedrig zu halten.
Da der Filter CO2 im Inneren des Gebäudes entfernt, muss das System weniger Außenluft ansaugen. Eine Studie ergab, dass sich dadurch bis zu 21 Prozent der Energiekosten sparen lassen. Außerdem bleibe die Luftqualität in Innenräumen stabil, was wichtig für die Konzentration und das Wohlbefinden sei, da zu hohe CO2-Werte zu Müdigkeit führen.
Kreislaufgedanke und Ausblick
Die Forscher stellen sich ein Kreislaufsystem vor, bei dem gesättigte Filter regelmäßig eingesammelt und regeneriert werden, ähnlich wie bei Müll- oder Recyclingabholungen. Damit würde CO2 als Wertstoff behandelt und Abfall reduziert.
Schätzungen zufolge könnten fast 600 Millionen Tonnen CO2 pro Jahr aus der Luft geholt werden, wenn alle herkömmlichen Luftfilter in Gebäuden durch diese neue Variante ersetzt würden. Das entspricht ungefähr den Emissionen von 130 Millionen Autos.
Das Konzept erinnert an die Entwicklung der Solarenergie, die von Großanlagen auf Millionen dezentrale Solarmodule auf Hausdächern überging. Die Technologie ist aber noch nicht serienreif und muss bezüglich Stabilität und Kosten verbessert werden.
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