Methanbindung durch Zeolithe – wie funktioniert das überhaupt?

Es ist das Klimathema unserer Zeit: Neutralisierung von Schadstoffen in unserer Atmosphäre. Während der stetig ansteigende Treibhauseffekt durch Kohlendioxid (CO2) seit Jahrzehnten Klimaforscher und Politiker in Alarmbereitschaft hält, schien es als würde das weitaus gefährlichere Gas Methan (CH4) nur noch eine Nebenrolle spielen. Warum das bisher so war, erfahren sie in diesem Beitrag.

Wie gelangt Methan in unsere Atmosphäre und was ist eigentlich Zeolith? (Überschrift)

Das Freisetzen von Methangas in unsere Atmosphäre beruht auf einer Vielzahl von Entstehungsprozessen, die auf zunehmende Industrialisierung aber auch natürliche Vorgänge zurück zu führen sind. Beispiele hierfür sind die Förderung von Öl und Gas sowie die Landwirtschaft, welche zusammen den größten Anteil mit rund 60% bilden, aber auch Brandrodung, Permafrost in Polarregionen, Kohle- und Erzabbau tragen dazu bei.

Als Zeolith wird mikroporöses Gestein, das in seiner Struktur aus Aluminium- und Siliziumatomen in Verbindung mit Sauerstoff besteht, und Forschern in natürlicher Umgebung in rund 60 Typen bekannt ist. Es kann auch in bis zu 150 synthetischen Typen hergestellt werden, wobei in diesem Beitrag weder auf ihre chemische Zusammensetzung noch auf ihren Strukturaufbau eingegangen werden soll. Ihre Anwendung reicht von Nahrungsergänzungsmitteln über Arzneimittel bis hin zu Waschmittel und Katzenstreu, das in letzterer Form vulkanischem Gestein ähnelt dessen Hohlräume wie ein Sieb oder Schwamm wirken.

Vielversprechende Neuigkeiten (Überschrift)

Die technologischen Voraussetzungen in klein- bis mittelgroßen Anlagen stehen seit Jahren in Laboren und Forschungseinrichtungen zur Verfügung. Doch wie so häufig, war es unter rein wirtschaftlicher Betrachtungsweise bisher nicht rentabel in den industriellen Ausbau zu investieren. Emmittiertes Methan in größerem Umfang einzudämmen und wieder aus der Atmosphäre binden zu lassen konnte nicht effizient und kostengünstig umgesetzt werden, weshalb große Konzerne oder Investoren bis dato wenig Interesse zeigten.

Einem Forschteam des Massachusetts Institute of Technology (MIT) in den USA ist nun mit Hilfe des vulkanischen Minerals ein bedeutsamer Durchbruch gelungen. Sie reicherten das Zeolith mit Kupferpartikeln an und erhitzten es in einem Rohr auf rund 300 °C, in welches sie anschließend einen Luftstrom mit erhöhtem Methangehalt hindurchströmen ließen. Dabei beobachteten sie, dass die Methanatome vom Zeolith wie von einem Schwamm aufgesogen wurden, und fast vollständig methanfreie Luft übrig blieb.

Am Ende des chemischen Prozesses entsteht folglich nahezu 100% reines CO2. Dieses genießt politisch zwar einen weitaus schlechteren Ruf als unter Naturwissenschaftlern, ist aber nachweislich das deutlich geringere Übel, bezüglich der ersten rund 20-25 Jahre nach dessen Entstehung. Zwar zerfällt Methan über die Jahrzehnte nach und nach auch in CO2, mit der technologischen Weiterentwicklung am MIT könnte der Zerfallsprozess jedoch erheblich beschleunigt werden.

Aus vielen Jahren könnten womöglich wenige Tage oder Stunden werden. Die Karten stehen gut, denn die aufgezeigte Rückgewinnung scheint großes Interesse auf sich zu ziehen, was unter anderem an der Einfachheit der Lösung liegen könnte. Zudem ist nicht nur Kupfer sondern auch Zeolith auf unserem Planeten reichlich vorhanden.