CO2 statt Wasserstoff: Neuer Katalysator macht die Nutzung effizienter

Ein neuer Katalysator könnte die Umwandlung von Kohlendioxid in Roh­stof­fe für die chemische Industrie oder Treibstoffe effizienter und preis­wer­ter gestalten als bisher. Forscher haben eine Lösung auf Basis von Kupfer deutlich weiterentwickelt. Kupfer-Katalysatoren sind in dem Bereich bereits bekannt, allerdings gab es hier ein Problem: Denn das Metall muss idealerweise in Form eines teilweise positiv geladenen Ions vorliegen. Unter herkömmlichen Bedingungen fällt Kupfer aber schnell in seinen neutralen Zustand zu­rück, in dem die Bildung von Molekülen mit mehr als zwei Kohlenstoff-Atomen sehr viel lang­sa­mer abläuft. Man kann sogar davon sprechen, dass der Katalysator faktisch deaktiviert wird.

Forschende der Ruhr-Universität Bochum und der Universität Duisburg-Essen haben nun aber eine Möglichkeit gefunden, die Ionisierung des Kupfers zu erhalten. Dafür wurde das Metall mit Bor versetzt. In verschiedenen Experimenten testen sie unterschiedliche Ver­hält­nis­se der Verbindung und konnten ihre Daten jetzt im Journal Angewandte Chemie veröffentlichen.

Zink schützt

Um zu einem praxistauglichen System zu kom­men, setzten sie ihren Katalysator in eine Gas­dif­fu­si­ons­elek­tro­de um, mit der die elek­tro­che­mi­sche Reaktion zwischen der flüssigen und gasförmigen Phase katalysiert werden kann. Mit einem Bindemittel versetzte man darüber hi­naus das Kohlendioxid in einen besser nutz­ba­ren Zustand. Zudem schaffte man es, die Kor­ro­si­on des Kupfers durch den Einsatz von Zink weiter zu minimieren. Zu­sam­men­ge­nom­men er­reich­te man so einen "wichtigen Schritt in Rich­tung der stofflichen Nutzung von CO2", erklärte Wolfgang Schuhmann vom Bo­chu­mer Zen­trum für Elektrochemie.

Bisher steht beim Thema Klimaschutz und Energiewende vor allem der Wasserstoff im Fokus. Die Kohlenstoff-Chemie ist hier allerdings auch ein wichtiger Aspekt. Denn dort, wo man um Kohlendioxid-Emissionen nicht herumkommt, kann man das Treibhausgas dann direkt in wert­vol­le Rohstoffe umwandeln oder es als Speicher für überschüssige Energie aus re­ge­ne­ra­ti­ven Quellen verwenden und so dafür sorgen, dass die Klimabilanz nicht weiter be­las­tet wird.

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