Innovatives Baumaterial saugt Treibhausgas auf
US-Forschende erzeugen auf Basis von Holz einen Werkstoff, der nachträglich CO2 aufnehmen kann. Möglich macht das ein metallorganisches Gerüst (MOF).
Das natürliche Holz (links) wird zunächst von Lignin befreit (Mitte). Anchließend wird das Material getrocknet, gebleicht und mit Mikropartikeln infiltriert (rechts). Nun kann es Kohlenstoffdioxid aufnehmen.
Foto: Gustavo Raskosky/Rice University
Die beiden Ingenieure Muhammad Rahman und Soumyabrata Roy von der Rice University in Houston/Texas haben einen neuen Holzwerkstoff entwickelt, der im verarbeiteten Zustand CO2 aufnimmt und damit den Klimawandel ein wenig verlangsamt. Das Material wird nach Angaben des Duos zudem nachträglich noch fester und eignet sich damit ideal für den Bau.
Die Forscher haben zunächst die Zellstofffasern aus dem Holz herausgelöst. Delignifizierung heißt dieser Prozess, weil der Kleber Lignin, der die Fasern zusammenhält, dabei entfernt wird. Mit Bleichmitteln wie Wasserstoffperoxid lösen sie dann die im nachfolgenden Prozess störende Hemicellulose auf.
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Übrig bleiben reinweiße Fasern, die in einer Lösung eingeweicht werden. Diese enthält Mikropartikel eines metallorganischen Gerüsts (MOF). Es handelt sich um hochporöse Moleküle aus einem Metall und organischen Atomen, die die Eigenschaft haben, CO2 anzuziehen und dauerhaft zu binden. „Die MOF-Partikel passen leicht in die Zellulosekanäle und werden durch günstige Oberflächenwechselwirkungen an sie gebunden“, sagt Roy. Aus dem angereicherten Zellstoff formen die Forscher Bauteile, wie sie für Hauswände benötigt werden.
Höhere Festigkeit als normales Holz
„Holz ist ein umweltfreundliches nachwachsendes Baumaterial, das wir bereits ausgiebig verwenden. Doch unser Holzwerkstoff hat eine höhere Festigkeit als normales, unbehandeltes Holz“, ergänzt Rahman. Die Herstellung von Strukturmaterialien wie Metallen oder Zement sei eine bedeutende Quelle industrieller CO2-Emissionen. „Unser Prozess ist einfacher und grüner“, unterstreicht der Materialwissenschaftler.
Ideal für Möbel und Verpackungen
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Die verwendeten MOF-Partikel hat ein Team um George Shimizu von der University of Calgary kreiert. Er nannte sie CALF-20. Sie zeichnen sich unter anderem dadurch aus, dass sie auch in feuchter Umgebung stabil bleiben, im Gegensatz zu vielen anderen MOFs. Der neue Holzwerkstoff ist demnach nicht nur ein umweltverträgliches Baumaterial. Er könnte auch zur Herstellung von Möbeln, Verpackungsmaterialien und anderen Produkten verwendet werden, die nebenbei CO2 aus der Atmosphäre entfernen.
