Wie wir Direct Air Capture effizient machen
DAC-Impact: Technologieentwicklung vom Labor bis zur Pilotanlage
Seit 2001 entwickelt die Forschungsgruppe Industrieanlagendesign und Anwendung digitaler Methoden bereits Prototypen zur dierkten CO2-Abscheidung aus der Luft. Gemeinsam mit der Dharma Karma Foundation, die das Projekt finanziert, wurden bis dato 4 Prototypen entwickelt und experimentell betrieben. Das Thema DAC (Direct Air Capture) wird heutzutage nicht mehr unter dem Gesichtspunkt diskutiert, ob DAC vorteilhaft genug ist, um bei der Bekämpfung der Klimakrise eine Rolle zu Spielen - die meisten Szenarien zur Reduktion der CO2 -Emissionen, setzen auf DAC als einen unverzichtbaren Baustein neben anderen Technologien - sondern die Debatte dreht sich um die experimentelle Weiterentwicklung und Minimierung des Energieverbrauchs von DAC.
Das Ziel des Projekts DAC-Impact ist daher die Entwicklung einer Technologie, die einen wesentlich geringeren Energieverbrauch bei gleichzeitigem Einsatz von Niedertemperaturwärme als vergleichbare, momentan verfügbare Technologien aufweist.
© Alissar Najjar, TU Wien
APU1_Team
DAC-Impact: Soft Launch Event der DAC-Pilotanlage APU1
Prototypenentwicklung: Aus einer Vielfalt von Ideen entwickelt sich der richtige Weg
An der TU Wien wurde ein Prozess entwickelt, der mittels festem Adsorbens CO2 aus der Luft abscheidet. Der überwiegende Großteil der aufzuwendenden Energie ist Niedertemperatur(ab)wärme im Bereich von 70 bis 100 °C. Zu Beginn der Forschungstätigkeit, wurde das Hauptaugenmerk auf ein möglichst kompaktes Design gelegt, um eine portable und leicht in Klimasysteme von Gebäuden integrierbare Anwendung zu ermöglichen. Im Lauf des Projekts wurde der Use Case erweitert und ein möglichst geringer Wärme- und Energieaufwand für den Abscheideprozess angestrebt. Anders als in vielen wissenschaftlichen Projekten wurde hier der Ansatz des Prototyping gewählt: Nach jedem Anlagen- und Prozessdesign wurden die spezifischen Vor- und Nachteile abgewogen und die nächsten Entwicklungsschritte definiert, um am Ende zur passenden Anlage zu kommen.
© Matthias Heisler, goemb.at
DAClingV1_team
DACling - V1: Rotating disk design mit DAC-Impact Team
Diesen ersten Prototypen kennzeichnet ein platzsparendes Anlagendesign für den Einsatz in der Heiz-, Klima- und Lüftungstechnik. Die Geometrie ist so konstruiert, dass sie z.B. in Rohrleitungssystemen von Gebäuden verwendet werden kann. Dieser erste Ansatz konzentrierte sich vorerst auf den Platzbedarf. Der nächste Schritt bestand darin den Schwerpunkt auf Energie-Effizienz zu erweitern und den Prozess und damit den Prototypen daraufhin neu zu konstruieren.
Für den DACling V2 wurde ein gänzlich neur Prozess entwicklet, der eine möglichst effiziente Abscheidung ermöglichen soll. Der Prototyp nutzt nun ein Wirbelschichtverfahren, in welchem Adsorbtion und Regeneration getrennt ablaufen - dieses Prozessdesign wurde im Projekt auch patentiert. Der Hauptvorteil des DACling V2 ist also sein entkoppelter Aufbau durch den, die CO2-Abscheidung hocheffizient abläuft. Die Herausforderung bestand für den nächsten Prototypen darin, die Leistung des Wirbelschichtadsorptionsverfahrens weiter zu verbessern.
© Josef Fuchs, TU Wien
DAClingV3_Austrian Design
DACling-V3: Entkoppeltes Filterdesign
Auf der Grundlage der Ergebnisse des DACling V2 wurde eine verbesserte Version entworfen und gebaut. Der V3 kombiniert das entkoppelte Design mit einem Festbett-Adsorptionsverfahren. Das Design zielt darauf ab, eine außergewöhnliche Energieeffizienz und Einfachheit zu erreichen.
© Alissar Najjar, TU Wien
APU1
Austrian Pilot Unit 1 (APU1): DAC-Impact Pilotanlage
Die erste Pilotanlage kombiniert die Vorteile eines entkoppelten Prozessdesigns und einer Festbettadsorption - mit zusätzlichen Innovationen des Regenerationsprozesses. So können mit dem technologischen Ansatz der APU-1 (Austrian Pilot Unit 1) weitere energetische Verbesserungen erreicht werden.
Unsere DAC-Impact Highlights
Was unsere DAC Forschung auszeichnet ist:
- Technologieentwicklung vom Labor bis zur Pilotanlage
- eine flexible und intelligente Prozessentwicklung und Modellierung
- Entwicklung von Patenten auf dem Gebiet der DAC-Technologie
- experimentelle Untersuchung und maßgeschneiderte Analytik des eingestezten Adsorbens bzw. von in Frage kommenden Adsorbensvarianten
- experimenteller Anlagenbetrieb der APU-1 von bisher über 1000 Stunden bei diversen Witterungsbedingungen
- unsere Technologieentwicklung wird bereits von unseren Partner_innen in ein erstes kommerzielle Anlagendesign überführt
Video der Eröffnung der Austrian Pilot Unit 1 (APU1)
Eröffnung APU1
Eröffnung der Forschungsanlage Austrian Pilot Unit 1 (APU1) für Direct Air Capture im Sommer 2024.
DAC-Impact Facts
Das Ziel des DAC-Impact Projekts ist die Entwicklung einer Technologie, die einen wesentlich geringeren Energieverbrauch bei gleichzeitigem Einsatz von Niedertemperatur(ab)wärme als vergleichbare, momentan verfügbare Technologien aufweist.
Phase I: 2021 - 2022
Phase II: 2022 - 2025
© Dharma Karma Foundation
Logo Dharma Karma Foundation
Logo der Dharma Karma Foundation
Die TU Wien dankt der Dharma Karma Foundation für die Forschungspartnerschaft.
Die erzielten Ergebnisse wurden finanziert und sind das alleinige Eigentum der Dharma Karma Foundation.
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© DACLab Inc.
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DACLAB Inc.
675 High St, Palo Alto, CA 94301, USA
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© DACworx
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Wissenschaftliche Artikel
- Chimani, F. M., Bhandari, A. A., Wallmüller, A., Schöny, G., Müller, S. & Fuchs, J. (2024) Evaluation of CO₂/H₂O Co-Adsorption Models for the Anion Exchange Resin Lewatit VPOC 1065 under Direct Air Capture Conditions Using a Novel Lab Setup. Separations, 11(6), Article 160. DOI: 10.3390/separations11060160
- Chimani, F. M., et al. (2025) Enhancing CO₂ adsorption kinetics in Direct Air Capture: The role of steam desorption in amine-based anion exchange sorbents, to be published oct 2025
Patente
- J. Fuchs et al., “Plant and method for capturing carbon dioxide,” WO2024EP59186, Apr. 04, 2024

