Das ZSW forscht seit rund 30 Jahren im Bereich der CO2-Abscheidung aus Luft und zählt weltweit zu den führenden Forschungseinrichtungen im Bereich Direct-Air-Capture (DAC). Hierbei werden sowohl flüssigkeitsbasierte als auch auf feststoffbasierte DAC-Prozesse entwickelt und untersucht.
Im Bereich der flüssigkeitsbasierten Prozesse wurden Verfahren auf Basis von Natronlauge (NaOH) und Polyethylenimin (PEI) bis hin zu Prototypen mit Abscheidekapazitäten von bis zu 10 kgCO2/h realisiert. Insbesondere das am ZSW entwickelte PEI-basierte Wäscherverfahren zeigt vielversprechende Ergebnisse hinsichtlich der Zuverlässigkeit sowie des Kosteneffizienz- und Skalierungspotenzials. Ergänzend wurden auch kontinuierliche feststoffbasierte DAC-Konzepte auf Basis zellulosefixierter Amine entwickelt und als Prototyp umgesetzt.
Im Detail verfügt das DACLab aktuell über rund 10 Teststände und Versuchsanlagen von der Sorbenscharaktierisierung im Labormaßstab bis zur Prozessvalidierung im kg/h-Maßstab. Die Prüfstände wurden selbst konzipiert, konstruiert und umgesetzt und sind daher flexibel an unterschiedliche Fragestellungen und Kundenanforderungen adaptierbar.
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"Direct Air Capture made
in Baden-Württemberg"
Ein besonderer Schwerpunkt des DACLab liegt auf der Untersuchung verschiedener DAC-Technologien unter realitätsnahen und global variierenden Klimabedingungen. Während der Ausbau erneuerbarer Energien einerseits viele neue Standorte für großtechnische DAC-Anlagen eröffnet, sind damit andererseits oftmals erhebliche Anforderungen an die DAC-Technologien verbunden, die technologieabhängig unterschiedlich sensibel auf Temperatur- und Feuchteschwankungen reagieren. Diese Faktoren entscheiden maßgeblich über die Effizienz, den Energiebedarf und somit letztlich auch über die Wirtschaftlichkeit. Mithilfe einer hochflexiblen Luftvorkonditionierung kann im DACLab nahezu jede globale Klimasituation nachgebildet werden – vom trockenen Wüstenklima bis zur tropischen Feuchte. Die gewonnenen Daten ermöglichen eine präzisere Prozessauslegung, liefern Hinweise auf standortspezifische Grenzen und schaffen eine belastbare Basis für Technologievergleiche und Benchmarks.
Neben der Entwicklung eigener DAC-Technologien sowie den Test- und Beratungsangeboten fördert das ZSW auch den Aufbau von Netzwerken und die regionale Wertschöpfung. Im Projekt DAC-BW wurde beispielsweise ein landesweites DAC-Netzwerk mit rund 40 Unternehmen und Institutionen aufgebaut, um die Entwicklung von DAC-Technologien in Baden-Württemberg zu stärken.