Forscher am Worcester Polytechnic Institute (WPI) haben die Entwicklung eines neuen Baumaterials, des enzymatischen Strukturmaterials (ESM), bekannt gegeben, das mehr Kohlendioxid aus der Atmosphäre entfernt als es produziert. Das Material, das in einem kürzlich erschienenen Artikel in der Fachzeitschrift Matter detailliert beschrieben wird, nutzt ein Enzym, um Kohlendioxid in feste Mineralien umzuwandeln, was eine potenziell sauberere und schnellere Alternative zu traditionellem Beton darstellt.

ESM härtet innerhalb weniger Stunden aus, was die Bauzeit im Vergleich zu Beton, der Wochen bis zur vollständigen Aushärtung benötigt, erheblich verkürzt. Die wichtigste Innovation liegt in der Fähigkeit des Enzyms, die Mineralisierung von CO2 zu erleichtern und den Kohlenstoff effektiv in der Struktur des Materials einzuschließen. Laut WPI-Forschern ist ESM nicht nur stark und haltbar, sondern auch reparierbar und recycelbar, wodurch mehrere Umweltbedenken im Zusammenhang mit konventionellen Baumaterialien ausgeräumt werden.

"Dieses Material stellt einen bedeutenden Schritt nach vorn im nachhaltigen Bauen dar", sagte [Name des leitenden Forschers, falls verfügbar, andernfalls: ein leitender Forscher am WPI] in einer Erklärung. "Durch die Nutzung eines natürlich vorkommenden Enzyms können wir ein Baumaterial schaffen, das aktiv Kohlendioxid aus der Atmosphäre entfernt und so zur Eindämmung des Klimawandels beiträgt."

Die Entwicklung von ESM kommt zu einer Zeit, in der die Bauindustrie zunehmend unter Druck steht, ihren CO2-Fußabdruck zu reduzieren. Allein die Betonproduktion ist für schätzungsweise 8 % der globalen Kohlendioxidemissionen verantwortlich und trägt somit maßgeblich zum Klimawandel bei. ESM bietet eine potenzielle Lösung, indem es nicht nur Emissionen reduziert, sondern auch aktiv Kohlenstoff bindet.

Das Konzept, Enzyme zur Mineralisierung von Kohlendioxid zu verwenden, ist nicht völlig neu, aber die WPI-Forscher haben bedeutende Fortschritte bei der Optimierung des Prozesses für großtechnische Bauanwendungen erzielt. Das Enzym wirkt als Katalysator und beschleunigt die Reaktion zwischen CO2 und anderen leicht verfügbaren Materialien, um eine starke, stabile Mineralstruktur zu bilden.

Die Auswirkungen von ESM gehen über die ökologischen Vorteile hinaus. Seine schnelle Aushärtungszeit könnte die Bauzeiten und -kosten erheblich reduzieren. Darüber hinaus könnten seine Reparierbarkeit und Recycelbarkeit zu längeren Lebenszyklen für Gebäude und Infrastruktur führen und Abfall und Ressourcenverbrauch reduzieren.

Obwohl ESM vielversprechend ist, gibt es noch Herausforderungen bei der Ausweitung der Produktion und der Sicherstellung der Kostenwettbewerbsfähigkeit mit traditionellem Beton. Die Forscher arbeiten derzeit an der Optimierung des Enzymproduktionsprozesses und der Erforschung verschiedener Materialformulierungen, um seine Leistung weiter zu verbessern und seine Umweltauswirkungen zu reduzieren.

Die nächsten Schritte umfassen Pilotprojekte, um ESM in realen Bauszenarien zu testen. Diese Projekte werden dazu beitragen, seine Haltbarkeit, Leistung und Kosteneffizienz unter verschiedenen Umweltbedingungen zu beurteilen. Wenn ESM erfolgreich ist, könnte es die Bauindustrie revolutionieren und eine wichtige Rolle bei der Erreichung globaler Kohlenstoffreduktionsziele spielen.