{"id":48517,"date":"2023-06-30T11:00:42","date_gmt":"2023-06-30T09:00:42","guid":{"rendered":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/?p=48517"},"modified":"2023-06-29T12:34:17","modified_gmt":"2023-06-29T10:34:17","slug":"3d-gedruckte-co2-filter-300620231","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.3dnatives.com\/de\/3d-gedruckte-co2-filter-300620231\/","title":{"rendered":"3D-gedruckte CO2-Filter f\u00fcr die Abscheidung von Kohlendioxid"},"content":{"rendered":"

Eine der gr\u00f6\u00dften Herausforderungen, vor denen die Menschheit in unserer Zeit steht, ist zweifellos der Klimawandel. Angetrieben durch \u00fcberm\u00e4\u00dfiges Kohlendioxid (CO2) in der Atmosph\u00e4re, das einen Treibhauseffekt verursacht und den Planeten aufheizt, ist die L\u00f6sung f\u00fcr diese globale Erw\u00e4rmung eine Herausforderung, obwohl sich viele Wissenschaftler mit dem Problem befassen. Laut einer neuen Studie der North Carolina State University k\u00f6nnte die additive Fertigung<\/a> dabei helfen, den Klimawandel zu entschleunigen. Die Forscher haben gezeigt, dass es m\u00f6glich ist, 3D-gedruckte CO2-Filter zum Abfangen von Kohlendioxid durch herzustellen.<\/p>\n

Wie bereits erw\u00e4hnt, ist die globale Erw\u00e4rmung eine direkte Folge von Kohlendioxid, das durch industrielle Prozesse und insbesondere durch die Nutzung von \u00d6l in die Atmosph\u00e4re gelangt. Einem Jahresbericht des Global Monitoring Lab der National Oceanic and Atmospheric Administration<\/em> (NOAA) zufolge lag der durchschnittliche Kohlendioxidgehalt in der Atmosph\u00e4re im Jahr 2022 bei 417,06 parts per million, was einen neuen Rekord und einen Anstieg von \u00fcber 50 % gegen\u00fcber dem vorindustriellen Niveau darstellt. Ganz zu schweigen davon, dass aufgrund der Kohlendioxidabsorption in den Ozeanen ein Anstieg des S\u00e4uregehalts um 30 % zu verzeichnen ist. Aber die L\u00f6sung f\u00fcr diese Probleme ist nicht einfach. Idealerweise m\u00fcssten wir die Verwendung von fossilen Brennstoffen einstellen, allerdings bef\u00fcrchten viele, dass dies unsere derzeitige Lebensweise beeintr\u00e4chtigen w\u00fcrde. Daher wird aktiv nach M\u00f6glichkeiten gesucht, den bereits in der Atmosph\u00e4re vorhandenen Kohlenstoff zu binden und zu speichern.<\/p>\n

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Die Herstellung der Kohlendioxidabscheidungsfilter mittels 3D-Druck (Bild: Sen Zhang und Jialong Shen, NC State University)<\/em><\/p><\/div>\n

K\u00fcrzlich haben Forscher der NC State University gezeigt, dass es m\u00f6glich ist, 3D-gedruckte CO2-Filter zur Abscheidung von Kohlendioxid herzustellen. Genauer gesagt durch den 3D-Druck eines speziellen Hydrogelmaterials, das in der Lage ist, Kohlens\u00e4ureanhydrase aufzunehmen. Dies ist wichtig, weil dieses Enzym eine Reaktion beschleunigen kann, bei der Kohlendioxid und Wasser in Bikarbonat umgewandelt werden. Jialong Shen, Assistenzprofessor f\u00fcr Textiltechnik, Chemie und Naturwissenschaften an der NC State University und Hauptautor der Studie, erkl\u00e4rte: „Mit diesem Herstellungsverfahren, das den 3D-Druck nutzt, geht alles schneller und pr\u00e4ziser. Wenn man Zugang zu einem Drucker und den Rohstoffen hat, kann man dieses Funktionsmaterial herstellen. Wir haben das Hydrogel so formuliert, dass es mechanisch stark genug ist, um in 3D gedruckt zu werden und auch zu einem Endlosfilament extrudiert werden kann.“<\/em><\/p>

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3D-gedruckte CO2-Filter geben Hoffnung<\/h3>\n

Wie bereits erw\u00e4hnt, griffen die Forscher auf den 3D-Druck zur\u00fcck, weil er eine schnellere und vielseitigere Methode zur Herstellung der CO2-Filter darstellt. Konkret wendeten sie ein Verfahren an, das fast wie eine Mischung aus Extrusion und Photopolymerisation wirkt, \u00e4hnlich wie Material Jetting<\/a>. Dazu wurde eine 3D-Druck-„Tinte“ aus zwei verschiedenen organischen Verbindungen und Kohlens\u00e4ureanhydrase hergestellt. Anschlie\u00dfend konnten die Forscher fadenf\u00f6rmige F\u00e4den des Hydrogels auf ein zweidimensionales Gitter drucken, w\u00e4hrend sie die L\u00f6sung mit UV-Licht verfestigten. Es war wichtig, ein Hydrogel herzustellen, das nicht nur in einem kontinuierlichen Faden extrudiert werden kann, sondern auch stark genug f\u00fcr den 3D-Druck ist.<\/p>\n

Insgesamt scheint es, dass das Projekt Fr\u00fcchte tr\u00e4gt. In einem kleinen Experiment konnten die Forscher mit den 3D-gedruckten CO2-Filtern laut einer Pressemitteilung 24 % des Kohlendioxids in einem Gasgemisch auffangen. Das war zwar weniger als bei ihren fr\u00fcheren Versuchen, aber das f\u00fchrten sie\u00a0 darauf zur\u00fcck, dass der Filter weniger als einen Zoll Durchmesser hatte. Au\u00dferdem ist es m\u00f6glich, die Filter gr\u00f6\u00dfer und in verschiedenen Formen herzustellen, um sie zu einer gro\u00dfen S\u00e4ule zu stapeln und so die Abscheidungseffizienz zu erh\u00f6hen. Dar\u00fcber hinaus ergab die Pr\u00fcfung der Haltbarkeit des Filters, dass er nach mehr als 1.000 Stunden noch 52 % seiner urspr\u00fcnglichen CO2-Filterung erbrachte.<\/p>\n

Sonja Salmon, Mitautorin der Studie und au\u00dferordentliche Professorin f\u00fcr Textiltechnik, Chemie und Naturwissenschaften an der NC State University, fasst zusammen: „Diese Arbeit befindet sich noch in einem fr\u00fchen Stadium, aber unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass es neue Wege gibt, Materialien f\u00fcr Ger\u00e4te zur CO2-Filterung herzustellen.<\/em>“ Diese neuen Wege geben vor allem Hoffnung, Kohlendioxid abzuscheiden und dem Klimawandel entgegenzuwirken. Weitere Informationen finden Sie in der ver\u00f6ffentlichten Studie HIER<\/a>.<\/p>\n