CO2 als Rohstoff: Nano-Katalysator schafft beeindruckende Umwandlung

Ein Forschungsteam aus UK hat einen Katalysator entwickelt, der CO₂ nicht nur effizient umwandelt, sondern während des Betriebs immer leistungsfähiger wird. So könnten Umweltschutz und Rohstoffgewinnung für die chemische Industrie zusammenfinden.

Revolutionärer Nano-Katalysator recycelt CO2 effizient

CO2 ist ein Hauptverursacher des Klimawandels. Daher wird weltweit fieberhaft an Technologien gearbeitet, die das Gas nutzen, anstatt es einfach nur zu reduzieren. Ein vielversprechender Ansatz ist die Elektrokatalyse - ein Verfahren, bei dem Strom und Wasser verwendet werden, um chemische Reaktionen anzutreiben und CO2 in nützliche Verbindungen umzuwandeln. Teams der Fakultät für Chemie der Universität Nottingham und der Universität Birmingham vermelden jetzt einen Durchbruch.

Das Herzstück der neuen Technologie ist ein Katalysator aus Zinn-Mikropartikeln auf einer speziell entwickelten Kohlenstoffstruktur. Diese Struktur besitzt eine sogenannte "nanotexturierte Oberfläche", also winzige, gezielt geformte Strukturen, die die Übertragung von Elektronen von der Elektrode auf die CO2-Moleküle besonders effizient machen. Damit wird das CO2 in Formiat umgewandelt - eine Verbindung, die unter anderem in der Herstellung von Klebstoffen, Arzneimitteln und Kunststoffen eine wichtige Rolle spielt.

CO2 ist nicht nur ein Treibhausgas, sondern auch ein wertvoller Rohstoff

Eine bemerkenswerte Eigenschaft des Katalysators ist seine dynamische Anpassung während des Betriebs. Während der Reaktion zerfallen immer mehr Zinnpartikel in winzige Nanopartikel mit einem Durchmesser von nur 3 Nanometern. Diese kleineren Partikel verbessern den Kontakt zur Kohlenstoffbasis, wodurch die Anzahl der aktiven Reaktionsstellen innerhalb des Systems um das Zehnfache steigt. Innerhalb von 48 Stunden erhöht sich dadurch die Produktivität des Systems um den Faktor 3,6. "Wir können die Leistung des Katalysators messen, indem wir den elektrischen Strom messen, der von den reagierenden CO2-Molekülen verbraucht wird", erklärt Tom Burwell, der das Experiment durchführte.

Wertvoll

Wie in der Fachzeitschrift ACS Applied Energy Materials beschrieben wird, könnte diese Technologie eine wichtige Rolle in der nachhaltigen Chemie spielen, da CO2 in wertvolle Rohstoffe umgewandelt werden kann. Bei der Nutzung von erneuerbaren Energien wie Wind- oder Solarstrom für den Betrieb, können Umweltschutz und chemische Industrie näher zusammenrücken.


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