Vom Schadstoff zum Rohstoff

Foto: Neeka und Leila Mashouf, Copyright: European Patent Office

Abgase zu T-Shirts verarbeiten: Das ist die Idee des kalifornischen Start-ups Rubi Laboratories. Das Unternehmen wandelt Kohlenstoffdioxid in Zellulose um, um daraus Textilfasern zu gewinnen. Dabei helfen Enzyme – und KI.

Der ökologische Fußabdruck synthetischer Textilfasern ist immens: Rund 0,8 Prozent des weltweit geförderten Erdöls fließen laut Umweltbundesamt jährlich in die Produktion synthetischer Fasern wie etwa Polyester, hinzu kommt die energieintensive Prozesswärme. Doch auch vermeintlich nachhaltigere Textilfasern schneiden kaum besser ab: Der Baumwollanbau etwa benötigt enorme Wassermengen von bis zu 26.900 Kubikmeter pro Tonne. Recyclingansätze stoßen ebenfalls an Grenzen. Vor diesem Hintergrund rückt eine neue Idee in den Fokus. Warum nicht einfach direkt den Kohlenstoff aus CO2-Emissionen nutzen und daraus Textilfasern machen? 

Zwei Schwestern, eine Vision

Genau das ist die Idee hinter Rubi Laboratories. Das kalifornische Start-up – gegründet 2021 von den Zwillingsschwestern Neeka und Leila Mashouf – hat ein Verfahren entwickelt, um aus CO2 Zellulose zu gewinnen, die zu Fasern, Garnen und Textilien weiterverarbeitet wird. Abgeschaut haben sie sich die Idee von Bäumen. Die machen ähnliches schließlich schon seit Millionen von Jahren: Sie entziehen der Luft Kohlendioxid, binden den darin enthaltenen Kohlenstoff und verstoffwechseln ihn zu Zellulose.

Rubi Laboratories fängt dafür CO2, das als Abgas in Industrieanlagen anfällt, ab und leitet es in ein Reaktorsystem. Dort durchläuft das Kohlenstoffdioxid unter Zugabe von Enzymen eine Reihe biochemischer Reaktionen, an deren Ende Zellulose steht. Rubi Laboratories verzichtet dabei auf gentechnisch veränderte Mikroorganismen oder chemische Katalysatoren. „Wir haben uns alle verfügbaren Technologien angesehen“, erklärt Mitgründerin und CEO Neeka Mashouf in einem Interview, „aber wir kamen immer wieder auf Enzyme zurück.“ Die Gründerinnen nutzen außer der Kraft der Enzyme die Hilfe von KI und maschinellem Lernen, um den Prozess kontinuierlich stabiler und effizienter zu machen.

Dass sie sich ihre Idee ausgerechnet von der Natur abgeschaut haben, verwundert kaum, schließlich sind die beiden Schwestern in Nordkalifornien aufgewachsen, zwischen Mammutbaum-Wäldern und der Pazifikküste. Bereits als Teenager arbeiteten sie an Forschungsinstituten: Neeka in den Materialwissenschaften, Leila – derzeit Medizinstudentin an der Harvard Medical School – im Bereich Bio-Engineering. 

Parallel lernten sie über das Familienumfeld die Modeindustrie kennen – und deren ökologische Schattenseiten. „Die Modebranche, insbesondere die Textilproduktion, treibt uns mit großen Schritten in eine Umweltkatastrophe“, sagte Neeka Mashouf 2023 dem Forbes Magazin. Ihr Anspruch: industrielle Prozesse neu zu denken – und Materialien zu entwickeln, die nicht länger auf Kosten von Klimaschutz und knapper, endlicher Ressourcen entstehen.

Mehr als nur eine Alternative

„Das ist ein progressiver Ansatz, der sich nicht damit zufriedengibt, einfach weniger Ressourcen zu extrahieren, sondern in Richtung einer regenerativen Ökonomie denkt“, urteilt Marte Hentschel. Die Professorin leitet den Studiengang Sustainable Fashion Design and Management an der Business & Law School Berlin und ist Mitinitiatorin von VORN, dem Berlin Fashion Hub, eines Innovationscampus für nachhaltige Mode, Industrie und Forschung. 

Für die Expertin geht der Ansatz von Rubi Laboratories über viele bisherige Lösungen hinaus: Rubi Laboratories macht die Emissionen selbst zum Rohstoff – etwa für Fasern wie Viskose oder Lyocell. „Auf Erdöl basierende Kunstfasern wird man damit allerdings nicht vollständig ersetzen können, weil vor allem Polyester einfach immer noch sehr günstig in der Herstellung ist“, ergänzt Hentschel. 

Vor allem die Skalierung des Geschäftsmodells gilt noch als Hürde: „Aus einem funktionierenden Laborverfahren eine industrielle Produktion aufzubauen, erfordert enorme Investitionen und Zeit“, sagt Hentschel. Gleichzeitig steht die Entwicklung im Widerspruch zur schnelllebigen Dynamik der Modebranche: „Während neue Materialien oft Jahrzehnte in der Entwicklung brauchen, bringt die Modeindustrie in immer kürzeren Zyklen Produkte auf den Markt – von wöchentlichen Kollektionen bis zu tausenden neuen Artikeln täglich bei Ultra Fast Fashion Playern wie Shein.“ 

Entsprechend schwierig sei auch die Finanzierung forschungsintensiver Innovationen. Kapital komme meist von Risikoinvestoren oder großen Modekonzernen. Doch genau daraus ergibt sich ein weiteres Risiko, erklärt Hentschel: „Zum einen erwarten diese Partner marktfähige Preise, was die Entwicklung zusätzlich unter Druck setzt. Zum anderen bindet sich ein Start-up exklusiv, was dessen unternehmerische Autonomie und Innovationskraft einschränken kann.“

Auf dem Weg in den Markt

Rubi Laboratories wagt trotzdem den nächsten Schritt: die Produktion im industriellen Maßstab. Das Interesse aus der Branche ist groß. Das Start-up hat sein Material mit rund 15 Pilotpartnern getestet, darunter Branchengrößen wie Patagonia und H&M. Mit dem Einzelhändler Walmart arbeitet Rubi Laboratories daran, CO₂ direkt aus dessen Lieferkette zu gewinnen und in Zellulose für die Garnproduktion umzuwandeln. 

Für den Aufbau einer Demonstrationsanlage, die mehrere Dutzend Tonnen Material produzieren soll, erhielt Rubi Laboratories Medienberichten zufolge erst kürzlich 7,5 Millionen US-Dollar. An der Finanzierungsrunde beteiligte sich unter anderem der Bekleidungsriese H&M. Hinzu kommen unverbindliche Abnahmevereinbarungen im Wert von über 60 Millionen Dollar – ein Zeichen, dass die Branche an Alternativen zu herkömmlichen Textilfasern interessiert ist.