Revolution der Baustoffe durch CO2

Veröffentlichungen des Department of Materials Science and Engineering (DMSE) am Massachusetts Institute of Technology (MIT) zufolge bahnt sich in den kommenden Jahren eine Revolution bei der Herstellung von Baustoffen an. Forschern des Institutes soll es demnach gelungen sein, kohlenstoffhaltige Baustoffe wie Kalk, Stahl oder Kunststoffe mit Hilfe von Nanotechnologie synthetisch unter Verwendung des Kohlendioxids der Luft herzustellen. Damit werden gleich zwei Fliegen mit einer Klappe geschlagen: zum einen steht der Kohlenstoff in der Luft gratis zur Verfügung, zum anderen wird durch die Bindung von Kohlendioxid in Baustoffen der globalen Erwärmung durch den Treibhauseffekt entgegen gewirkt. Eine echte Revolution also.

Der Prozess der Nano-Synthetisierung des Kohlenstoffes sowie dessen Einbindung in die chemische Matrix der verschiedenen Baustoffe erfolgt nahezu energieautark, da der bei der Spaltung des Kohlendioxids freiwerdende Sauerstoff wird den Prozessen als Energieträger direkt wieder zugeführt wird. Steuerung und Überwachung der Produktionsprozesse sind die einzigen Ursachen für die Notwendigkeit externer Energiezufuhr. Zudem sind Abfallstoffe ein Fremdwort bei dieser neuen Art der Produktion.

Wichtiger als die energetische Seite dieser ’neuen‘ Baustoffe ist jedoch die materialtechnische. Können mit Hilfe von Nanotechnologie und Synthetisierung hergestellter Zement, Stahl und Kunststoff in Bezug auf Festigkeit, Elastizität, Brandeigenschaften oder Wärmedämmung mit den bisher eingesetzten Originalen konkurrieren?

Ja, behaupten die Forscher. Die technischen Eigenschaften würden sich keinesfalls verschlechtern, da Kohlenstoff in einem kontrollierten Prozess eine chemische Bindung mit anderen chemischen Elementen einginge. Sogenannte materialtechnische Imperfektionen sind damit so gut wie ausgeschlossen. Zudem würde man mittelfristig wohl auch die chemische Gefügeerstellung der hergestellten Stoffe kontrollieren können, um damit z.B. über Optimierung von Porengrößen und Materialdicken hochfesten Beton mit der Wärmeleitfähigkeit von Aerogelen herzustellen.

Entsprechend den bisher durchgeführten Arbeiten zu diesem Carbon Replacement and Adhesion Process (CRAP) gehen die Forscher des DMSE davon aus, dass die relativ überschaubare Anlagentechnik für den Prozess der Synthetisierung auch in industriellen Maßstäben kostengünstig einzusetzen ist und die ersten Anlagen bereits 2014 in Betrieb gehen können.

Einen großen Nachteil hat das Ganze jedoch: das Datum der Veröffentlichung.