In den letzten Jahren hat die Technologie zur Erfassung, Nutzung und Speicherung von Kohlenstoff (CCUS) große Fortschritte bei der Reduzierung der CO_2-Emissionen erzielt, aber ihr hoher Energieverbrauch und komplexe industrielle Prozesse beschränken ihre Anwendung im großem Maßstab. Um die Energieeffizienz zu verbessern, ist die Technologie zur integrierten Erfassung und Nutzung von CO_2 (ICCU) zu einem wichtigen Forschungsschwerpunkt geworden. Diese Technologie verwendet doppelfunktionale Materialien (DFM), um CO_2 direkt in chemische Produkte mit wirtschaftlichem Wert umzuwandeln. Im Vergleich zu herkömmlichen CCU-Technologien vereinfachen ICCU-Technologien erheblich die Desorptions-, Kompressions- und Transportvorgänge von CO_2 und bieten breite Anwendungsmöglichkeiten. Im Rahmen der ICCU-Methanisierungstechnologie (ICCU-Met) stellt der Artikel zuerst ausführlich den ICCU-Met-Prozess vor und analysiert seine Machbarkeit aus thermodynamischer Sicht. Anschließend liegt der Schwerpunkt auf den doppelfunktionalen Materialien, die in diesem Prozess verwendet werden, und analysiert ihre Leistung in Bezug auf die Fähigkeit zur CO_2-Erfassung, katalytische Aktivität, Stabilität usw. Insbesondere werden die Herausforderungen der Vergrößerung des ICCU-Met-Prozesses, die realen Probleme industrieller Abgasbedingungen, das Design von Reaktoren und die technisch-wirtschaftlichen Aspekte der Technologie ausführlich diskutiert. Schließlich fasst der Artikel die Hindernisse zusammen, mit denen die ICCU-Met-Technologie konfrontiert ist, und schlägt mögliche Richtungen für zukünftige Forschungen vor.

Integrierte CO_2-Erfassung und -Nutzung; Methanisierung am Ort; doppelfunktionale Materialien; Prozessvergrößerung