NTU-Wissenschaftler entwickeln CO₂-absorbierende 3D-Drucktechnologie für Beton

Forscher der Nanyang Technological University (NTU) in Singapur haben eine innovative 3D-Betondruckmethode entwickelt, die Kohlendioxid (CO₂) speichert und somit einen Beitrag zur Reduzierung der Umweltbelastung in der Bauindustrie leistet. Die Ergebnisse wurden kürzlich im Fachjournal Carbon Capture Science & Technology veröffentlicht und sowohl in dem unten verlinkten Video als auch in diesem Beitrag auf der NTU-Website beschrieben.

Cement ist ein bedeutender Emissionsfaktor: Jährlich verursacht die Zementherstellung etwa 1,6 Milliarden Tonnen CO₂, was etwa acht Prozent der weltweiten Emissionen entspricht. Die neue 3D-Drucktechnologie der NTU-Forscher setzt auf die direkte Einbindung von CO₂, das als Nebenprodukt industrieller Prozesse anfällt, in die Betonmischung. Dabei wird zusätzlich Dampf injiziert, um die Aufnahme und Speicherung des CO₂ zu verbessern.

Verbesserte Eigenschaften und ökologische Vorteile

In Labortests zeigte der gedruckte Beton nicht nur verbesserte mechanische Eigenschaften, sondern auch eine erhebliche CO₂-Aufnahme:

• Die Druckbarkeit des Betons verbesserte sich um 50 Prozent.
• Die Druckfestigkeit (Belastbarkeit) erhöhte sich um bis zu 36,8 Prozent.
• Die Biegefestigkeit (Flexibilität) stieg um bis zu 45,3 Prozent.
• Zudem absorbierte der Beton 38 Prozent mehr CO₂ im Vergleich zu herkömmlichem 3D-Betondruck.

Professor Tan Ming Jen, Leiter der Studie von der NTU School of Mechanical and Aerospace Engineering, erklärt:

„Die Bauindustrie ist ein wesentlicher Verursacher von Treibhausgasemissionen. Unsere 3D-Drucktechnologie bietet nicht nur eine Methode zur CO₂-Reduktion, sondern verbessert gleichzeitig die Eigenschaften des Betons. Sie zeigt das Potenzial, CO₂-Emissionen von Kraftwerken oder anderen Industrien für den Bau von Betonstrukturen nutzbar zu machen.“

Ein Beitrag zu nachhaltigen Bauprozessen

Die Technologie basiert auf einem System, das CO₂-Pumpen und Dampfdüsen direkt mit dem 3D-Drucker verbindet. Das injizierte CO₂ reagiert chemisch mit den Komponenten des Betons und wird in fester Form gebunden. Der Dampf erleichtert die Aufnahme des Gases und verstärkt die Festigkeit des Materials.

Erste Ergebnisse lassen darauf schließen, dass sich die Technologie langfristig für umweltfreundlichere Bauprozesse eignet. Lim Sean Gip, Doktorand an der NTU und Erstautor der Studie, betont:

„Wir stehen an einem Wendepunkt, an dem die Welt ihre Anstrengungen zur Erreichung der Klimaziele beschleunigt. Unsere Technologie könnte dazu beitragen, die Bauindustrie nachhaltiger zu gestalten.“

Die NTU hat zusammen mit internationalen Partnern bereits ein US-Patent für diese Innovation beantragt. In zukünftigen Studien soll der Druckprozess weiter optimiert und die Verwendung von Abgasen anstelle von reinem CO₂ untersucht werden.