Kohlendioxid (CO₂) ist eines der bekanntesten Gase in unserer Atmosphäre. Während es heute eine zentrale Rolle in zahlreichen industriellen Anwendungen spielt, galt es lange Zeit als ungenutztes "Abfallprodukt”. Doch wie hat sich die Wahrnehmung von CO₂ über die Jahrhunderte verändert? In diesem Artikel werfen wir einen Blick auf die faszinierende Geschichte dieses Gases – von seiner Entdeckung über die industrielle Nutzung bis hin zu modernen nachhaltigen Anwendungen. 

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Wann wurde CO₂ entdeckt? 

Die Geschichte von Kohlendioxid beginnt im 17. Jahrhundert mit dem flämischen Chemiker Jan Baptist van Helmont. Er führte Experimente mit verbranntem Holz durch und stellte fest, dass ein „wildes Gas“ entstand, das er als „Gas sylvestre“ bezeichnete. Diese Entdeckung legte den Grundstein für das spätere Verständnis von CO₂. Im 18. Jahrhundert erforschte der schottische Chemiker Joseph Black das Gas weiter und gab ihm den Namen „fixed air“. Er stellte fest, dass CO₂ schwerer als Luft ist und nicht zur Verbrennung beiträgt. Seine Experimente führten zu einem tieferen Verständnis von Gasen und ebneten den Weg für die moderne Chemie. 
Mit dem Fortschreiten der Chemie und der Einführung einer einheitlichen Nomenklatur wurde CO₂ als ein Oxid des Kohlenstoffs bezeichnet. In der deutschen Sprache wurde daraus schließlich Kohlendioxid – also „das Oxid mit zwei Sauerstoffatomen des Kohlenstoffs“. 

(Historische Darstellung von Jan Baptist van Helmont aus dem 18. Jahrhundert. Symbolbild für die Entdeckung von CO₂ und die Entwicklung der modernen Chemie, Quelle: Wikipedia)

CO₂ in der industriellen Revolution 

Mit Beginn der industriellen Revolution im 19. Jahrhundert nahm die Erzeugung von CO₂ durch den Menschen stark zu. Die Verbrennung fossiler Brennstoffe in Fabriken und Kraftwerken führte zu einer erheblichen Freisetzung von Kohlendioxid in die Atmosphäre. Zu dieser Zeit wurde CO₂ jedoch noch kaum als wertvolle Ressource wahrgenommen – es war lediglich ein Abfallprodukt der Industrialisierung. Erst gegen Ende des 19. Jahrhunderts erkannte man, dass CO₂ vielseitige Anwendungen haben könnte. In der Getränkeindustrie begann man, das Gas für die Karbonisierung von Mineralwasser und Erfrischungsgetränken zu nutzen – ein Verfahren, das bis heute weit verbreitet ist. 

(Sprudelndes Getränk mit Eiswürfeln im Glas – Symbolbild für den Einsatz von CO₂ zur Karbonisierung in der Getränkeindustrie. Quelle: freepik – rawpixel.com)

CO₂ als Bestandteil industrieller Prozesse 

Im 20. Jahrhundert gewann CO₂ zunehmend an Bedeutung in verschiedenen industriellen Prozessen. In der Lebensmittelindustrie wurde es in seiner festen Form “Trockeneis”, was eine Temperatur von fast - 80 Grad Celsius hat, als Kühlmittel für Tiefkühl- bzw. Frischeprodukte eingesetzt. Ebenfalls im “Food & Beverage” - Bereich wird Kohlendioxid häufig in sogenannten PEX-Anlagen (= Pressure Expansion) zur Schädlingsbekämpfung  verwendet. Dabei werden die zu behandelnden Waren unter Zusatz von CO2 über eine gewisse Zeitspanne einem hohen Druck von bis zu 30 bar ausgesetzt. Durch das plötzliche Ablassen des Drucks werden sämtliche Vorratsschädlinge (z.B. Käfer, Motten, Milben) und deren Larven und Eier abgetötet, ohne die Qualität der Ware in irgendeiner Weise zu beeinträchtigen. Dieses lebensmittelverträgliche Verfahren ist völlig rückstandsfrei und toxikologisch unbedenklich. 

Kohlendioxid wird auch häufig für die Lebensmittelkonservierung benutzt, um Sauerstoff (O2) in den Lebensmittelverpackungen zu verdrängen, um Frische zu bewahren und die Haltbarkeit zu verlängern. 

In der chemischen Industrie wurde das CO₂ in grossen Mengen für die Herstellung von Harnstoff – einem elementare Bestandteil von Düngemitteln für die Landwirtschaft– verwendet. 

Ausserdem wird seit den 1960er Jahren CO₂ gezielt in Gewächshäusern eingesetzt, um das Pflanzenwachstum zu fördern und die Erträge zu steigern. Durch die Anreicherung der Luft mit Kohlendioxid kann die Photosyntheseleistung vieler Pflanzenarten deutlich erhöht werden. Besonders bei lichtintensiven Kulturen wie Tomaten, Paprika oder Gurken führt dies zu schnellerem Wachstum und höherer Produktivität.

Trinkwasser-Aufbereitung dank CO2  

In vielen Regionen der Welt ist die Entsalzung von Meerwasser die einzige Möglichkeit, Trinkwasser zu gewinnen. Doch die Umwandlung von Salzwasser in nutzbares Trinkwasser ist komplex – insbesondere die Regulierung des pH-Werts nach der Entsalzung ist entscheidend für die Wasserqualität. Hier kommt Kohlendioxid (CO₂) ins Spiel: Es wird gezielt zur pH-Anpassung eingesetzt, um das Wasser auf einen neutralen Wert zu bringen und Korrosion in Leitungen zu verhindern. Damit CO₂ zuverlässig und nachhaltig zur Verfügung steht, werden bei solchen Projekten häufig Onsite-Anlagen zur Rückgewinnung  integriert (falls möglich). Diese Lösung bietet ökologische und ökonomische Vorteile und sichert die Versorgung mit qualitativ hochwertigem Trinkwasser – auch in wasserarmen Regionen. 

CO₂ und der Klimawandel 

Mit zunehmendem Bewusstsein für den Klimawandel rückte CO₂ als sogenanntes “Treibhausgas” mit negativen Auswirkungen stärker in den Fokus. In den 1950er-Jahren begannen Wissenschaftler wie Charles Keeling, den Anstieg der CO₂-Konzentration in der Atmosphäre systematisch zu messen. Die Keeling-Kurve, die den stetigen Anstieg des CO₂-Gehalts zeigt, ist bis heute ein zentrales Symbol für den Klimawandel. 

Die Diskussion um CO₂ wandelte sich: Während es früher vor allem als nützliches Gas für die oben genannte industrielle Prozesse betrachtet wurde, wurde es nun zunehmend mit Umweltproblemen in Verbindung gebracht. Dies führte zu einem Umdenken in Politik und Industrie, die nach Möglichkeiten suchten, CO₂-Emissionen zu reduzieren. Dabei setzt die Politik auf verschiedene Lösungen, um CO₂-Emissionen zu verringern: Der Ausbau erneuerbarer Energien wie Wind, Sonne und Wasserkraft soll fossile Brennstoffe ersetzen. Zudem wird an Technologien wie Carbon Capture, Utilization and Storage (CCUS) gearbeitet, bei denen CO₂ abgeschieden, gespeichert oder weiterverwendet wird – etwa in der Industrie oder der Baustoffproduktion. Auch Maßnahmen zur Energieeinsparung, Elektromobilität und der Umbau von Industrieprozessen spielen eine zentrale Rolle in den nationalen und internationalen Klimastrategien. 

CO₂ als wichtige Ressource für neue Anwendungen 

In den letzten Jahren hat sich der Blick auf CO₂ erneut verändert. Statt es nur als klimaschädliches Treibhausgas zu betrachten, arbeiten Forscher und Unternehmen daran, CO₂ als wertvolle Ressource zu nutzen. Technologien zur CO₂-Abscheidung und -Speicherung (CCS) sowie zur CO₂-Verwertung (CCU) gewinnen zunehmend an Bedeutung. Moderne Anwendungen umfassen die Herstellung synthetischer Kraftstoffe für Autos (eFuels) und Flugzeuge (SAF – Sustainable Aviation Fuels), die Nutzung von CO₂ in der Betonproduktion zur Reduzierung des Zementverbrauchs und die Entwicklung von biologischen Verfahren, bei denen Mikroorganismen CO₂ in wertvolle Chemikalien umwandeln. Diese Innovationen könnten dazu beitragen, die CO₂-Konzentration in der Atmosphäre zu senken und gleichzeitig nachhaltige Produktionsprozesse zu fördern. 

Fazit 

Die Geschichte von CO₂ zeigt, wie sich unsere Wahrnehmung eines Gases im Laufe der Zeit verändert hat. Von einer unscheinbaren chemischen Entdeckung über ein industrielles Abfallprodukt bis hin zu einer wertvollen Ressource – CO₂ hat eine bemerkenswerte Entwicklung durchlaufen. Während die Herausforderungen des Klimawandels nach wie vor bestehen, bieten moderne Technologien neue Chancen, CO₂ nicht nur zu reduzieren, sondern es aktiv für eine nachhaltige Zukunft zu nutzen.