Das schweizerische Unternehmen Climeworks ist weltweit führender Entwickler der Carbon Dioxide Air Capture Technologie (DAC) zur direkten Filterung von klimaschädigenden CO₂ aus der Umgebungsluft. In den CO₂-Kollektoren durchläuft die angesaugte Luft einen zyklischen Adsorptions-Desorptions-Prozess. Während der Adsorptionsphase wird das in der Luft enthaltene CO₂ in einem speziellen Filtermaterial gebunden. Ist die Sättigung des Filtersmaterials erreicht, wird es in der Desorptionsphase erwärmt. Das sich dabei als Gas freisetzende CO₂ wird mit Wasserdampf abgeführt und für industrielle Zwecke weiterverwendet, beispielsweise zur Herstellung von Pflanzendünger oder synthetischen Kraftstoffen. Die CO₂-freie Luft gelangt zurück in die Atmosphäre.

Im Mai 2017 wurde in Hinwil bei Zürich die erste kommerzielle Anlage zur CO₂-Luftfilterung in Betrieb genommen (s. Bild oben), deren 18 DAC-Module 900 Tonnen CO₂ pro Jahr absaugen und einem benachbarten Gewächshausbetreiber zur Verfügung stellen. Ein weiteres Modul konnte im selben Jahr in das Geothermalkraftwerk Hellisheidi auf Island integriert werden. Damit können jährlich 50 Tonnen CO₂ aus der Umgebungsluft gezogen und in 700m Tiefe in unschädliches Karbonat verwandelt werden (sog. Carbon Dioxide Removal Technologie, s. Bild unten).

Climeworks verfolgt das ambitionierte Ziel, bis zum Jahr 2025 ein Prozent der globalen CO₂-Emissionen aus der Luft zu filtern. Diese Menge erfordert den Einsatz von 250.000 einzelnen DAC-Modulen. Ein Hemmnis für die großtechnische Einführung der Kollektoren stellen derzeit dieHerstellungskosten pro Tonne CO₂ dar. Für die Rentabilität dieser sog. Negativemissionstechnologie müssen Bau- und Betriebskosten deutlich reduziert werden.

Im Rahmen eines industriellen Forschungssemesters untersucht Alexandra Jördening, Professorin an der Fakultät Maschinenbau und Verfahrenstechnik gemeinsam mit Rennan Hu, Mitarbeiter der Firma CADFEM (Suisse) AG, die Strömungsstruktur im Kollektor während der Desorptionsphase. Erkenntnisse, die aus der Modellierung der Kollektorströmung mit modernen CFD-Tools gewonnen werden, sollen zur Optimierung des Kollektordesigns und der Betriebsparameter herangezogen werden und einen Beitrag zur Senkung der Marktkosten leisten.