Paderborn – Kohlenstoffdioxid als Baustein für Energiespeicher: Zwei Chemikerinnen der Universität Paderborn haben im Paderborner Rathaus erste Ergebnisse ihres Forschungsprojekts zu CO2-Batterien vorgestellt, teilte die Universität Paderborn mit. Die beiden Forscherinnen López Salas und de los Arcos de Pedro vom Department Chemie untersuchen, ob sich CO2 nutzen lässt, um Energie in Batterien zu speichern. 2024 erhielten sie dafür den Forschungspreis der Universität.
Für Stahlwerke und andere Industrieanlagen gedacht
Die Batterien sind für große, energieintensive Industrieanlagen wie Stahlwerke vorgesehen. Dort könnten sie künftig eine unterbrechungsfreie Stromversorgung, Netzkompensation oder autarke Notfallsysteme sichern. Denkbar ist laut Mitteilung auch, sie direkt mit industriellen CO2-Quellen zu verbinden. Das CO2 würde dann aufgefangen und in der Batterie etwa zu Kohlenstoffmonoxid umgewandelt. Dieses lasse sich als Ausgangsstoff für weitere chemische Prozesse nutzen, etwa zur Herstellung von Chemikalien. Dass die Umwandlung an einer Elektrode stattfindet, nennen die Forscherinnen als eines ihrer zentralen Ergebnisse.
„Erneuerbare Energien wie Wind oder Sonne sind nicht immer verfügbar. Deshalb braucht es große Batterien, die diesen Strom zuverlässig speichern, ohne selbst schädlich für die Umwelt zu sein“, erklärt Dr. de los Arcos de Pedro.
Alternative zu Lithium-Ionen-Batterien
Bisher kommen fast überall Lithium-Ionen-Batterien zum Einsatz, von Handys bis zu Industrieanlagen. Nach Angaben von Dr. de los Arcos de Pedro stammen Rohstoffe wie Lithium und Kobalt aus wenigen Ländern und werden teils unter schlechten Arbeitsbedingungen abgebaut. Hinzu kämen Umweltbelastungen, ein hoher Wasserverbrauch und ein technisch komplizierter, teurer Recyclingprozess. Ziel des Projekts sind deshalb Batterien aus nachhaltigen Materialien, die CO2 nutzen und reduzieren.
Die Übergangsmetall-CO2-Batterien haben zwei Elektroden: ein Metall als Anode, Kohlenstoff als Kathode. Dazwischen leitet eine Elektrolyt-Flüssigkeit Ionen durch eine Membran von der Anode zur Kathode. Die Batterie nutzt CO2 aus der Luft, um Strom zu erzeugen. CO2 ist ein sehr stabiles Molekül, das kaum mit anderen Stoffen reagiert. Deshalb testet das Team geeignete Materialien und entwickelt Katalysatoren, die die Reaktion erleichtern und beschleunigen. López Salas konzentriert sich in ihrer Forschung auf nachhaltige Materialchemie. Aus Chitin, einem natürlichen Stoff aus der Schale von Krebsen, entwickelte das Team einen Katalysator. Die CO2-Batterie ließ sich damit über 50 Stunden immer wieder laden und entladen.
Als nächsten Schritt will das Team die Oberflächenanalyse des Katalysators in Echtzeit unter realen Reaktionsbedingungen durchführen. So ließen sich Erkenntnisse über den chemischen Zustand der Atome gewinnen. López Salas sagte, damit wäre die Gruppe eine der wenigen weltweit, die solche Untersuchungen durchführen können.
Prof. Dr. Thomas Tröster, Vizepräsident für Forschung und akademische Karrierewege, sagte: „Das Potenzial, das hier sichtbar wird, ist enorm.“
Einordnung
Die Universität Paderborn wurde am 1. August 1972 als Gesamthochschule gegründet, wie sie auf ihrer Website mitteilt. Seit Anfang 2003 heißt sie offiziell „Universität Paderborn“ und hat ihren Standort ausschließlich in Paderborn.
Nach eigenen Angaben verteilen sich 70 Studiengänge auf fünf Fakultäten: Kulturwissenschaften, Wirtschaftswissenschaften, Maschinenbau, Naturwissenschaften sowie Elektrotechnik, Informatik und Mathematik. Auf der Startseite der Universität stehen 15946 Studierende, Stand: Mai 2026.
Zu den Forschungsschwerpunkten zählt die Universität nach eigenen Angaben unter anderem Quantenforschung, Künstliche Intelligenz, High Performance Computing und Nachhaltigkeit.
Redaktionsnotiz
Das wiederholte Laden und Entladen der Batterie ist ein erster Hinweis, dass der Ansatz funktioniert. Offen bleibt, wie weit der Weg bis zu Stahlwerken noch ist. Die Mitteilung nennt dafür keinen Zeitrahmen und sagt nichts dazu, wie sich die Batterien im großen Maßstab verhalten. Die Aussage, die Batterien könnten künftig in der Industrie eingesetzt werden, sollten Leser wörtlich als Möglichkeit verstehen und nicht als Zusage.
