Der Bausektor gilt als einer der grössten Verursacher von CO₂-Emissionen weltweit. Forschende der ETH Zürich verfolgen nun einen radikal anderen Ansatz. Sie haben ein lebendes, organisches Baumaterial entwickelt, das während seiner Lebenszeit aktiv Kohlendioxid aus der Atmosphäre bindet. Im Inneren dieses Materials leben Cyanobakterien, auch als Blaualgen bekannt, die über Photosynthese Biomasse erzeugen und zusätzlich karbonhaltige Mineralien ausbilden.
Die Innovation verbindet Biologie, Materialwissenschaft und 3D-Druck zu einem vielversprechenden Konzept für klimaneutrales Bauen. Das Material ist nicht nur funktional, sondern strukturell anpassbar. Es lässt sich in frei wählbare Formen bringen, ist leicht und benötigt für das Wachstum lediglich Sonnenlicht, CO₂ und künstliches Meerwasser.
3D-Druck mit Photosynthese im System
Leitender Kopf des Projekts ist Mark Tibbitt, Professor für Makromolekulares Engineering an der ETH. Gemeinsam mit seinem interdisziplinären Team gelang es ihm, ein Hydrogel zu entwickeln, das die empfindlichen Cyanobakterien stabil umhüllt und zugleich druckfähig macht. So entsteht ein biologisch aktives System, das architektonisch formbar ist und zugleich kontinuierlich CO₂ bindet.
Bemerkenswert ist die doppelte Bindungswirkung. Das Material speichert Kohlenstoff einerseits in der wachsenden Biomasse der Bakterien, andererseits in Form stabiler Mineralien. Dadurch entsteht ein dauerhafter Kohlenstoffspeicher, der potenziell den CO₂-Fussabdruck von Gebäuden deutlich reduzieren kann.
Vom Labor zur gebauten Umwelt
Die Forschenden sehen den primären Einsatzbereich künftig im Gebäudebereich, beispielsweise als Fassadenbeschichtung. Im Gegensatz zu herkömmlichen Baumaterialien, die Emissionen verursachen, könnte dieses Material während des gesamten Lebenszyklus CO₂ aufnehmen.
Die Umsetzung in architektonische Formate wurde bereits auf renommierten Plattformen wie der Biennale in Venedig und der Triennale in Mailand getestet. Die dort gesammelten Erfahrungen zeigen, dass sich das Konzept nicht nur im Labor, sondern auch im architektonischen Kontext bewähren kann.
Potenzial für urbane Kreisläufe
Das Material ist mehr als ein ökologisches Experiment. Es könnte Teil zukünftiger urbaner Stoffkreisläufe werden. Indem Gebäude nicht nur Nutzer beherbergen, sondern gleichzeitig als biologische CO₂-Senken dienen, eröffnet sich ein neues Kapitel in der klimabewussten Architektur.
Die Ergebnisse der ETH-Forschenden wurden im Fachmagazin Nature Communications veröffentlicht. Ein Hinweis auf die wissenschaftliche Relevanz und Innovationshöhe der Entwicklung. Nun gilt es, die nächsten Schritte Richtung Skalierbarkeit und Langzeitbeständigkeit zu gehen.
