Lignin kann CO₂ aufnehmen und langfristig speichern. Die Forschenden nutzten diese Eigenschaft, um einen CO₂ -„Schwamm“ zu entwickeln. Das neue Material kann bis zu 5 % seines Eigengewichts an konzentriertem CO₂ aufnehmen, was 47 Milligramm entspricht, und zusätzlich 26 Milligramm CO₂ direkt aus der Luft aufnehmen.
Lignin als Ressource besser nutzen
Lignin ist ein Stoff, der in den Zellwänden von Pflanzen vorkommt und Pflanzen stabil und fest macht, besonders in Holz und anderen pflanzlichen Materialien. Es hilft, die Pflanzen stark zu halten und schützt sie vor Schädlingen und Krankheiten. Lignin fällt oft als Nebenprodukt bei der Holzverarbeitung an, und Forschende suchen immer wieder nach neuen Wegen, um diese wertvolle Ressource besser zu nutzen.
„Das Besondere an diesem Material ist, dass es CO₂ genau steuern kann, ohne hohen Druck oder extreme Temperaturen zu brauchen“, erklärte Hoyong Chung, Mitautor der Studie und Professor am FAMU-FSU College of Engineering. „Unsere Tests zeigten, dass das Material auch nach mehrfacher Nutzung in seiner Struktur stabil bleibt, was es zu einem vielversprechenden Werkzeug zur Reduzierung von Kohlenstoffemissionen macht.“
Nachdem der Lignin-Schwamm eine bestimmte Menge CO₂ aufgenommen hat, ist er noch nicht fertig. Nach dem Trocknen kann er erneut CO₂ aufnehmen. „Man kann sich das wie einen Schwamm für CO₂ vorstellen, der das Gas aufnimmt, wieder abgibt und dann trocknet, um mehr aufzunehmen“, erklärte Hoyong Chung.
Zur Freisetzung des CO2 einfach erhitzen
Das im Schwamm gespeicherte CO₂ kann sowohl dauerhaft gebunden als auch bei Bedarf wieder freigesetzt werden. Zur Freisetzung des CO₂ genügt es, den Schwamm bei normalen Temperaturen auf 60 Grad Celsius zu erhitzen.
Früher hat Chungs Team ein Polymer aus Lignin und CO₂ entwickelt, das als Alternative zu herkömmlichen Kunststoffarten aus Erdöl dienen könnte. Die aktuelle Studie zeigt nun, dass man diesen Prozess umkehren und das Material wiederverwenden kann, um CO₂ erneut aufzunehmen.
Die Forschenden selbst waren vom Freisetzungsmechanismus überrascht, als sie die Kernspinresonanzspektroskopie zur Analyse eines Samples einsetzten und dabei Bläschen beobachteten, die bei Erwärmung des Samples auftraten. Chung sagte, dass dies ihre Neugier geweckt habe und sie sich fragten, was bei der Analyse des Polymers vor sich ging und warum diese kleinen Bläschen immer wieder auftraten.
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