Klimaretter aus der Erde: Forscher testen Ton als günstigen CO2-Speicher

Ton klingt nicht nach Hightech. Aber genau dieses natürliche Material könnte helfen, eine der größten Herausforderungen unserer Zeit zu bewältigen – den Klimawandel. Forscher der Purdue University haben zusammen mit den Sandia National Laboratories herausgefunden, dass sich Ton als hervorragender CO2-Speicher eignet und damit einen überraschend wirkungsvollen Beitrag zum Klimaschutz leisten könnte.

Die Ergebnisse wurden im Fachjournal Journal of Physical Chemistry C veröffentlicht. Ein Patentantrag läuft. Damit könnte sich ein Material durchsetzen, das weltweit verfügbar, kostengünstig und umweltfreundlich ist und das bisher in der Klimapolitik kaum eine Rolle gespielt hat.

Ton zieht CO2 an – bei jeder Wetterlage

Entscheidend für die neue Methode ist eine spezielle Tonart namens Saponit. Dieser Ton gehört zur Gruppe der sogenannten Smektite, die für ihre hohe innere Oberfläche bekannt sind.

Ein Esslöffel Ton hat ungefähr die gleiche Oberfläche wie ein amerikanisches Footballfeld.

Cliff Johnston, Purdue University

Auf dieser riesigen Fläche können sich Gasmoleküle wie CO2 festsetzen und das auf rein physikalischem Weg. Der Saponit funktioniert sogar bei niedriger Luftfeuchtigkeit. Bisherige Verfahren zur CO2-Abscheidung brauchen meist hohe Temperaturen oder sehr feuchte Luft, um effektiv zu sein. Saponit dagegen kann CO2 und Wasserdampf gleichzeitig aufnehmen – das macht ihn besonders flexibel einsetzbar, auch in trockener Umgebung.

Natürlicher Speicher statt teurer Technik

Viele aktuelle Technologien zur CO2-Filterung basieren auf synthetischen Materialien wie metall-organischen Gerüstverbindungen oder Zeolithen. Sie sind teuer in der Herstellung, brauchen viel Energie und sind oft nur begrenzt verfügbar. Ton dagegen ist überall zu finden – in Böden, auf Baustellen, sogar in Kosmetika.

Gerade diese Zugänglichkeit macht Saponit so interessant. Für den Einsatz in der Industrie bedeutet das: keine aufwendigen Produktionsprozesse, keine komplizierte Technik. Stattdessen ein bewährtes Naturmaterial, das mit geringem Aufwand große Mengen CO2 aus der Luft holen kann.

CO2 binden – einfach, günstig und skalierbar

Der Mechanismus dahinter ist fein abgestimmt: Ton besitzt winzige Poren mit unterschiedlichen chemischen Eigenschaften. Die polaren Bereiche ziehen Wassermoleküle an, die unpolaren nehmen CO2 auf. Durch gezielte Auswahl und Bearbeitung der Tonarten lässt sich die CO2-Aufnahme weiter optimieren. „Unsere Forschung hat gezeigt, dass Moleküle wie CO2 die unpolaren Regionen bevorzugen. Wenn wir die ionische Struktur des Tons anpassen, können wir seine Fähigkeit zur CO2-Bindung gezielt verbessern“, erklärt Johnston.

Das Forschungsteam nutzt dabei spektroskopische und gravimetrische Messverfahren, um genau zu analysieren, wie viel CO2 der Ton aufnehmen kann.

Praxistest bei realen Bedingungen

Die Forscher haben die Tests nicht unter Laborbedingungen mit erhöhtem CO2-Gehalt durchgeführt, sondern bei der Konzentration, die in der natürlichen Atmosphäre vorkommt. Das bedeutet: Die Methode funktioniert auch unter Alltagsbedingungen. Das ist ein wichtiger Schritt, um den Ton-CO2-Speicher in echten Anwendungen einzusetzen – etwa in der Industrie, im Gebäudebereich oder bei Filteranlagen in Städten.

Der Nutzen des Tons endet nicht bei der CO2-Bindung. Schon frühere Studien haben gezeigt, dass Smektite – zu denen auch Saponit gehört – gefährliche Chemikalien aus Wasser entfernen können. Auch hier kam die spezielle innere Struktur des Tons zum Einsatz.

Saponit könnte künftig in Fabrikanlagen eingebaut werden, um CO2 direkt am Entstehungsort abzufangen. Auch eine langfristige Speicherung unter der Erde ist möglich. Dafür muss das gebundene CO2 stabil im Ton bleiben – ein Thema, das die Forschung in den nächsten Jahren weiter begleiten wird. Doch die Ausgangslage ist vielversprechend: Ton reagiert nicht nur schnell, sondern auch beständig.

Kurz zusammengefasst:

• Forscher der Purdue University haben entdeckt, dass die Tonart Saponit besonders gut CO2 aus der Luft aufnehmen kann – selbst bei niedriger Luftfeuchtigkeit.
• Ein einziger Esslöffel Ton besitzt eine Oberfläche so groß wie ein Footballfeld, wodurch Gase wie CO2 auf natürliche Weise gebunden werden können – kostengünstig, skalierbar und ohne aufwendige Technik.
• Diese Methode nutzt ein weltweit verfügbares Naturmaterial und könnte Fabriken helfen, Emissionen direkt zu reduzieren oder CO2 dauerhaft unterirdisch zu speichern.

Übrigens: Ton ist nicht nur ein überraschend effektiver CO2-Speicher, sondern auch das Gestein des Jahres 2025. Warum der unscheinbare Rohstoff weltweit immer wichtiger wird – mehr dazu in unserem Artikel.

Bild: © DALL-E