Neuer Katalysator zur CO2-Umwandlung

Amsterdamer Forscher erfinden mögliches Mittel zur nachhaltigen Kohlendioxid-Nutzung

Forscher der Universität Amsterdam (UvA) haben einen neuen Katalysator erfunden, der CO2 effizient in Kohlenmonoxid (CO) umwandeln kann. Dies bereits zur Patentierung angemeldete Erfindung ermöglicht die nachhaltige Nutzung von CO2, eines wirksamen, in Zusammenhang mit dem Klimawandel stehenden Treibhausgases. Wenn es in einem größeren Maßstab funktioniert, könnte der  neue Katalysator eine praktische Möglichkeit zur Umwandlung von CO2 in nützliche Chemikalien bereitstellen.

Die Katalysator-Forscher Edwin Gnanakumar (li.) und Shiju Raveendran, Chemiker der UvA, sind eben in den Prozess der Kommerzialisierung des Katalysators mit Hilfe des Technologietransferbüros der Universität eingetreten.

 

Von Abfall zum Rohstoff

CO2 spielt als Spurengas in der Erdatmosphäre eine wichtige Rolle bei der Regulierung der Oberflächentemperatur des Planeten durch Einfangen von Wärme. Obwohl es einen wichtigen Teil des Kohlenstoffzyklus des Planeten bildet, ist CO2 auch als wirksames Treibhausgas bekannt. Seit der industriellen Revolution ist das Niveau des atmosphärischen CO2 als Folge der menschlichen Aktivität stetig angestiegen und wird vermutlich weiter ansteigen.

Auf dem Gebiet der Chemie werden praktische Lösungen gesucht, um atmosphärisches CO2 zu verringern, indem das Gas als Ressource und nicht als Abfall verwendet wird. Allerdings ist die Verwendung von CO2 als Rohstoff und seine Umwandlung in nützliche Chemikalien oder Kraftstoffe aufgrund der molekularen Stabilität der Verbindung bekanntermaßen schwierig. Diese Stabilität stellt große Herausforderungen an Versuche zur Aktivierung oder Reaktivierung von CO2.

Effiziente Umwandlung

Gnanakumar und Raveendran, die im prioritären Forschungsbereich für nachhaltige Chemie der UvA  arbeiten, haben es geschafft, dieses Aktivierungsproblem zu lösen, indem sie einen Katalysator erfanden, der unter relativ einfachen Bedingungen CO2 effizient in CO umwandeln kann. Das CO kann dann unter Verwendung bestehender Technologie in eine Reihe von gewöhnlichen Kohlenwasserstoffen umgewandelt werden, wodurch ein effizienter Weg zur Nutzung von CO2 offensteht. “Es war eine zufällige Entdeckung”, sagt Raveendran. “Wir haben zwar für ein anderes Produkt experimentiert, aber der Katalysator erwies sich als hochselektiv für CO, besser als alle bisher publizierten”.

Der neue Katalysator ist leicht und preiswert herzustellen. Es kann CO2 bei Umgebungsdruck und niedrigen Temperaturen umwandeln. Längerfristige Tests in einem Durchflussreaktor bestätigten, dass der Katalysator aktiv bleibt und ein mögliches Scale-up von Anwendungen wie industrielle Rauchgasumwandlung verspricht. Den Forschern zufolge kann die Umwandlung leicht für die Handhabung großer Mengen an Gasen angepasst werden.

CAPITA

Die Arbeit am CO2-Katalysator ist Teil des Rahmens des europäischen Forschungsprojekts CAPITA (Catalytic Processes for Innovative Technology Application), das von der niederländischen Organisation für wissenschaftliche Forschung kofinanziert wird. Das Konsortium umfasst auch die Universität von Castilla-La-Mancha (Spanien), das Technologische Bildungsinstitut von Sterea Ellada und das Institut für Chemische Verfahrenstechnik (Griechenland) sowie drei Unternehmen: Hellenic Petroleum Renewables (Griechenland), GRAPHENANO (Spanien) und Delft Solid Solutions (Niederlande).

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