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 einer aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift Matter beschrieben wird, nutzt ein Enzym, um Kohlendioxid in feste Mineralien umzuwandeln, und bietet so eine potenziell sauberere und schnellere Alternative zu herkömmlichem Beton.

Das ESM härtet innerhalb weniger Stunden aus und bindet Kohlenstoff dauerhaft, im Gegensatz zur Betonherstellung, die eine bedeutende Quelle globaler Kohlenstoffemissionen ist. Laut WPI-Forschern ist das ESM so konzipiert, dass es stark, haltbar, reparierbar und recycelbar ist, was einen bedeutenden Fortschritt in Bezug auf nachhaltige Baupraktiken darstellt. "Dieses neue Material könnte die Art und Weise verändern, wie die Welt baut", sagte ein Sprecher des WPI. "Wenn es breit eingesetzt wird, könnte es die Emissionen in der gesamten Bauindustrie drastisch reduzieren."

Die Betonherstellung ist für schätzungsweise 8 % der globalen Kohlendioxidemissionen verantwortlich und trägt damit maßgeblich zum Klimawandel bei. Der traditionelle Prozess beinhaltet das Erhitzen von Kalkstein auf hohe Temperaturen, wodurch große Mengen an CO2 freigesetzt werden. ESM bietet einen grundlegend anderen Ansatz, indem es CO2 aktiv einfängt und nutzt und so ein Treibhausgas effektiv in einen Baustein verwandelt. Das in ESM verwendete Enzym wirkt als Katalysator und beschleunigt den Mineralisierungsprozess, bei dem CO2 mit anderen Materialien reagiert und eine feste, stabile Struktur bildet. Dies ahmt natürliche Prozesse wie die Entstehung von Kalkstein nach, jedoch in einer deutlich beschleunigten Geschwindigkeit.

Die Entwicklung von ESM unterstreicht die wachsende Rolle der Biotechnologie bei der Bekämpfung des Klimawandels. Durch die Nutzung der Kraft von Enzymen entwickeln Wissenschaftler innovative Lösungen zur Kohlenstoffabscheidung und -nutzung. Dieser Ansatz steht im Einklang mit umfassenderen Bemühungen zur Entwicklung von kohlenstoffnegativen Technologien, die darauf abzielen, mehr Kohlendioxid aus der Atmosphäre zu entfernen, als sie freisetzen.

Obwohl ESM vielversprechend ist, sind weitere Forschungen erforderlich, um seine Produktion zu optimieren und seine langfristige Leistung unter verschiedenen Umweltbedingungen zu bewerten. Derzeit arbeiten Forscher daran, den Produktionsprozess zu vergrößern und verschiedene Formulierungen zu erforschen, um die Materialeigenschaften zu verbessern. Das Team untersucht auch das Potenzial, Abfallmaterialien als Ausgangsmaterial für das ESM zu verwenden, um dessen Umweltfußabdruck weiter zu reduzieren. Die nächsten Schritte umfassen Pilotprojekte, um das Material in realen Bauanwendungen zu testen und so den Weg für eine breitere Akzeptanz und Kommerzialisierung zu ebnen.