Neue Methode steigert Syngaserzeugung aus Biopolyolen

Veröffentlicht am12. Mai 202126. Mai 2021Autorgh

Photokatalytische Umwandlung von Biomasse

Eine Gruppe um Prof. Feng Wang vom Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) der Chinese Academy of Sciences (CAS) hat in Zusammenarbeit mit Prof. Min Wang von der Dalian University of Technology eine neue Methode vorgeschlagen, um die photokatalytische Umwandlung von Biopolyolen zu Synthesegas bei Raumtemperatur mit hoher Effizienz zu realisieren. Diese Untersuchung wurde am 27.04.2021 im Journal of the American Chemical Society veröffentlicht.

Schematischer Mechanismus des photoinduzierten PCET-Prozesses - Bild © Xiaochen Zhang und Huifang Liu

Schematischer Mechanismus des photoinduzierten PCET-Prozesses über [SO₄]/CdS – Bild © Xiaochen Zhang und Huifang Liu

Die photokatalytische Umwandlung von Biomasse ist ein idealer Weg zur Erzeugung von Synthesegas (H₂ und CO) über die Spaltung von C-C-Bindungen, die durch Wasserstoffabstraktion von O/C-H-Bindungen initiiert wird. Der Mangel an effizientem Elektronen-Protonen-Transfer begrenzt jedoch seine Effizienz. Die Vergasung von Biomasse zu Synthesegas muss bei hohen Temperaturen (400-700 °C) betrieben werden.

Die Forscher stellten einen mit Sulfat-Ionen modifizierten CdS-Katalysator ([SO₄]/CdS) an der Oberfläche her, der gleichzeitig sowohl den Elektronen- als auch den Protonentransfer erhöhen konnte und damit die Erzeugung eines Synthesegasgemisches aus Biopolyolen mit hoher Aktivität und Selektivität ermöglichte.

In-situ-Charakterisierungen in Kombination mit theoretischen Berechnungen zeigten, dass das Oberflächen-Sulfat-Ion [SO₄] bifunktional war und als Protonenakzeptor diente, um den Protonentransfer zu fördern, und das Oxidationspotential des Valenzbandes erhöhte, um den Elektronentransfer zu verbessern.

Im Vergleich zu unbehandeltem CdS zeigt [SO₄]/CdS eine 9-fach höhere CO-Generierungsrate und eine 4-fach höhere H₂-Generierung. Durch diese Methode konnte eine breite Palette von Zuckern, wie Glukose, Fruktose, Maltose, Saccharose, Xylose, Laktose, Insulin und Stärke, leicht in Synthesegas umgewandelt werden.

Diese Studie zeigt den entscheidenden Effekt des Oberflächen-Sulfat-Ions auf den Elektronen-Protonen-Transfer in der Photokatalyse und bietet eine einfache Methode zur Steigerung der photokatalytischen Effizienz. (Text von Xiaochen Zhang und Huifang Liu)

->Quellen:

Erster Pfandautomat für Badezimmer-Plastik in Berlin

Mülltrennung: VerbraucherInnen brauchen Finanz-Anreize und Informationen 2050 wird es Schätzungen zufolge 33.000 Millionen Tonnen Plastikmüll auf der Erde geben. Gleichzeitig übersteigt der Bedarf an hochwertigen Rezyklaten seit Jahren das Angebot am Markt. Bislang wird noch zu viel hochwertiger Kunststoff als Müll verbrannt, statt ihn zu recyceln. Das will das Berliner Start-up Circleback ändern, indem es ein Pfandsystem für Kunststoffverpackungen aus dem Badezimmer aufbaut. Der erste Pfandautomat soll laut einer Medienmitteilung vom 04.04.24 im Lebensmittelmarkt Moch am Berliner Alexanderplatz stehen – und dort leere Shampoo- und Duschgel-Flaschen, Zahnpasta-Tuben und Creme-Dosen „schlucken“. Eine Untersuchung der Uni Hohenheim zeigt zudem: VerbraucherInnen sind gewillt, ihren Müll zu trennen. Doch Fehlinformationen und Wissenslücken stehen dem oft entgegen.
Wissing obsiegt mit Holzhammer

Fahrverbots-Androhung vom Tisch – um welchen Preis? Die Fraktionen der Ampelkoalition haben sich nach monatelangen Streitereien auf eine – bisher eher unerwartete – Reform des Klimaschutzgesetzes geeinigt. Dem Kompromiss zufolge werden die starren Sektorziele für die Treibhausgasemissionen doch aufgehoben. Stattdessen soll die Einhaltung der Klimaziele (wie nicht unüblich in Streitfällen) in die Zukunft verschoben und sektorübergreifend ausgerichtet werden. Als Ausgleich einigte sich die Koalition laut Auskunft der Fraktionen von SPD, Grünen und FDP auf die Förderung von Solaranlagen, wie die Neue Zürcher Zeitung im Verein mit vielen weiteren Medien (etwa tagesschau.de oder heute.de) schreibt.
Green Alley Award – Start-ups für Kreislaufwirtschaft

„Jedes dieser Start-ups verkörpert Innovation, Unternehmertum und Engagement für Nachhaltigkeit“ Die Jury des Green Alley Award, Europas erster Auszeichnung für Circular Economy Start-ups, hat laut einer Medienmitteilung vom 03.04.2024 aus mehr als 300 Bewerbungen die Finalisten für 2024 ausgewählt. Sechs Start-ups werden am 25.04.2024 beim Finale des Green Alley Awards im Berliner Haus Ungarn ihre Lösungen präsentieren. Das Gewinner-Startup erhält ein Preisgeld in Höhe von 25.000 Euro.
Wissing und der Holzhammer – Expertenrat fordert Sofortprogramm

Drohung mit Sonntagsfahrverboten Bundesverkehrsminister Volker Wissing (FDP) hat in einem Schreiben an die Vorsitzenden der Ampel-Fraktionen SPD, Grüne und FDP vor drastischen Einschränkungen für AutofahrerInnen gewarnt, falls die Ampel-Koalition sich nicht zügig auf eine Reform des Klimaschutzgesetzes einigt. Er drohte dabei auch mit Fahrverboten am Wochenende. Nur so könnten die Emissionen des Verkehrssektors gesetzeskonform reduziert werden. Kritiker nannten das eine „Holzhammer-Methode“. Um die Klima-Sektorziele für den Verkehr im Jahr 2024 zu erreichen, müssen laut Umweltbundesamt rund 22 Millionen Tonnen CO2-Äquivalente eingespart werden. Das sei ad hoc nur mit dem Verzicht auf das Auto und den Lkw zu erreichen, argumentierte Wissing.
Wegweisendes Klimaschutz-Urteil des EGMR – aber zwei Klage-Ablehnungen

Europäischer Gerichtshof für Menschenrechte: „Schweizer Bundesregierung missachtet mit ungenügendem Klimaschutz Menschenrechte“ Die Große Kammer des Europäischen Gerichtshofs für Menschenrechte hat am 09.04.2024 drei sehr unterschiedliche, wenn nicht gar widersprüchliche Urteile im Zusammenhang mit dem Klimawandel erlassen. Im Fall Verein KlimaSeniorinnen Schweiz und andere gegen die Schweiz stellte der Gerichtshof Verstöße gegen Artikel 8 (Recht auf Achtung des Privat- und Familienlebens) und Artikel 6 § 1 (Zugang zu einem Gericht) der Europäischen Menschenrechtskonvention fest, da die Schweiz keine ausreichenden Maßnahmen zur Bekämpfung des Klimawandels ergriffen hat. Das Urteil der Großen Kammer in diesem Fall ist rechtskräftig. Das Ministerkomitee des Europarates wird nun die Umsetzung des Urteils durch die schweizerischen Behörden überwachen. (Foto: Europäischer Gerichtshof für Menschenrechte (EGMR) – © Erich Westendarp, Pixabay)
Ozeane immer wärmer

Warum die Meerestemperaturen andauernd Rekorde brechen Forscher auf der ganzen Welt versuchen zu verstehen, was vor sich geht: Im vergangenen Jahr waren unsere Ozeane heißer als je während der Aufzeichnungen, also der vergangenen 150 Jahre. Aber auf der Grundlage von Ersatzbeobachtungen – so die australischen WissenschaftlerInnen Alex Sen Gupta, Kathryn Smith, Matthew England, Neil Holbrook, Thomas Wernberg und Zhi Li im Text von Jo Adetunji am 10.04.2024 in THE-CONVERSATION, „dass unsere Ozeane jetzt heißer sind als lange vor dem Aufkommen der menschlichen Zivilisation, sehr wahrscheinlich seit mindestens 100.000 Jahren“.
Roboter-Einsatz verbessert Recycling voller Glasbehälter

Lebensmittelgläser aufschrauben und „ausblasen“ Die BioCycling GmbH, eine hundertprozentige Tochter des Umweltdienstleisters Veolia, hat am Standort Schkopau bei Halle (Saale) einen Roboter erfolgreich eingeführt, der mittels Luftdruck effizient und präzise Lebensmittelgläser entleert. Auf diese Weise können die darin enthaltenen Lebensmittelabfälle für die Energiegewinnung genutzt werden. Das wiederum schützt Ressourcen und ist ein wichtiger Schritt hin zu einer besseren Nährstoffnutzung von Lebensmitteln.