Quinone/carbon hybrid material architectures for energy efficient and sustainable electrochemical direct air capture of carbon dioxide (QuiCCoDAC)

Die Emissionen von klimaschädlichem Kohlenstoffdioxid (CO2) und die damit verbundenen negativen Auswirkungen für Mensch und Umwelt nehmen weltweit zu. Daher wird die Filterung von CO2 direkt aus der Luft (Direct Air Capture, DAC) als wichtiges Ziel für "negative Emissionen" angesehen. Dieses Verfahren stellt eine technische und wissenschaftliche Herausforderung dar, an der in diesem Projekt geforscht werden soll.

Eine vielversprechende DAC-Technologie basiert auf der CO2-Sorption mit funktionellen Molekülen, die durch reversible Redoxprozesse in eine CO2-bindende Form geschaltet werden können. Diese Methode ist besonders effizient, da sie elektrochemisch statt thermisch arbeitet. Chemische Motive wie Chinone finden hierfür typischerweise Anwendung, werden jedoch meist aus fossilen Rohstoffen gewonnen.

Im Projekt QuiCCoDAC möchte Dr. Tilmann Neubert diese Technologie im Sinne einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft weiterentwickeln. Vor allem Chinone aus nachwachsenden Rohstoffen werden mit ebenfalls nachhaltigen, porösen Kohlenstoffmaterialien verbunden, um Elektroden mit einer hohen CO2- Bindungskapazität und einem hohen Anteil an biogenen Kohlenstoff zu erhalten. Auch die verwendeten Elektrolyte sollen nach den Prinzipien der grünen Chemie nachhaltiger gestaltet werden.