Wie sehr können Kohlenstoff-Nanomaterialien (CNM) in Zukunft zur Abschwächung des Klimawandels beitragen? Das ist die zentrale Frage meiner Doktorarbeit an der Universität Ulm.
Das Ausgangsproblem ist also der Klimawandel mit seinen nur schwer einzuschätzenden zukünftigen Auswirkungen auf die Natur und den Menschen. Unabhängig von den derzeit diskutierten Klimazielen, bei denen die Erderwärmung 1,5 bis 2,0 °C nicht überschreiten soll, trägt die Einsparung von Klimagasen zur Risikominimierung bei.
Was hat das nun mit Kohlenstoff-Nanomaterialien zu tun? In nahezu allen Szenarien in denen die Klimaziele erreicht werden sind sogenannte NET (negative emission technologies) eingepreist. Das sind Technologien zur Nutzung und Einspeicherung von Treibhausgasen, welche meistens hohe Kosten verursachen und sich somit ohne politische Anreize nicht durchsetzen können. Werden jedoch hochwertige Produkte aus Treibhausgasen hergestellt, dann könnten diese die hohen Herstellungskosten decken und im Idealfall und bei geeigneter Prozessführung gleichzeitig Treibhausgase aus der Atmosphäre entziehen. Dazu eignen sich aus atmosphärischem CO2 hergestellte Kohlenstoff-Nanomaterialien.
Solche Materialien eignen sich dank ihrer physikalischer und chemischer Eigenschaften besonders gut um in High-Tech-Anwendungen und in Technologien für erneuerbare Energien eingesetzt zu werden. Dadurch kann die Einsparung von Treibhausgasen und die Nachhaltigkeit dieser Technologien durch die Substitution kritischer Rohstoffe noch verstärkt werden.
Die Dissertation soll in vier Kapitel eingeteilt werden:
- Visualisierung von Nachhaltigkeitsdaten
- Substituierbarkeit krit. Rohstoffe durch neue Materialien
- Aktuelle und potentielle Anwendungsgebiete von Kohlenstoff-Nanomaterialien
- Skalierung, Szenarien und CO2-Bilanz des zukünftigen Einsatzes von Kohlenstoff-Nanomaterialien