Forscher der UC Berkeley und der HU Berlin entwickeln mit COF-999 einen Durchbruch in der CO₂-Luftabscheidung: Das Material bindet das Treibhausgas zehnmal schneller als vergleichbare Stoffe, ist bei 60 °C regenerierbar und übersteht >100 Zyklen ohne Leistungsverlust.
„Die Abgasreinigung ist eine Möglichkeit, den Klimawandel zu verlangsamen, weil man versucht, CO₂ gar nicht erst in die Luft freizusetzen. Die direkte Abscheidung aus der Luft ist eine Methode, die uns wieder in eine Situation versetzen kann, wie sie vor 100 oder mehr Jahren war“, so Zihui Zhou, Forscher an der UC Berkeley.
Polyamin-Poren für effiziente CO₂-Bindung
Das kovalente organische Gerüst (COF-999) nutzt Polyamine in seinen Poren, die CO₂-Moleküle gezielt einfangen. Besonders unter feuchten Bedingungen verdoppelt sich die Adsorptionskapazität auf 2,05 mmol/g – ein weltweiter Spitzenwert für Direct-Air-Capture-Materialien.
20 Tage unter Realbedingungen
In einem strohhalmgroßen Edelstahlreaktor filterte COF-999 in Berkeley 100 % des CO₂ aus Außenluft (410–517 ppm). Selbst nach 100 Zyklen zeigte das Material keine Degradation. Neuere Versionen halten bereits 300 Zyklen durch.
Energieeffizienz und Skalierbarkeit
- Niedrige Regenerationstemperatur: CO₂-Freisetzung bei 60 °C (bisherige Materialien: >80 °C)
- Schnelle Adsorption: 50 % Kapazität in 18,8 Minuten – ideal für industriellen Dauerbetrieb
- Günstige Synthese: Herstellung via Knoevenagel-Kondensation und Aziridin-Polymerisation
Zukunftsvision: CO₂-Filteranlagen im Industriemaßstab
„Derzeit liegt die CO₂-Konzentration in der Atmosphäre bei über 420 ppm, aber sie wird auf vielleicht 500 oder 550 ppm ansteigen, bevor wir die Abgasreinigung vollständig entwickelt und eingesetzt haben. Wenn wir also die Konzentration senken und auf 400 oder 300 ppm reduzieren wollen, müssen wir die direkte Abscheidung aus der Luft nutzen“, so Omar Yaghi, Chemiker an der UC Berkeley und leitender Autor der Studie.
Yaghi zufolge könnte das neue Material problemlos in bereits installierten oder in der Erprobung befindlichen Systemen zur CO₂-Abscheidung aus Raffinerieemissionen und zur Abscheidung von atmosphärischem CO₂ für die anschließende unterirdische Lagerung eingesetzt werden.
Außerdem könnte das Material bereits in 2 Jahren in DAC-Anlagen wie Heirloom (Tracy, CA) oder Project Monarch (Palmdale) eingesetzt werden. Sein Spin-off Atoco treibt die Kommerzialisierung voran.
COF-999 vs. herkömmliche Materialien
Zur Studie gelangen Sie hier.
