Innovativer Kat entschärft das Klimagas CO2
Ausgangsmaterialien sind mit Zucker und Molybdän laut Northwestern University äußerst preiswert
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Herstellung und Wirkung des neuen Katalysators (Illustration: Milad Khoshooei, northwestern.edu) |
Chicago/Evanston (pte004/06.05.2024/06:15)
Mit einem neuen Katalysator, der aus Haushaltszucker und Molybdän besteht, wollen Forscher der Northwestern University CO2 in den wertvollen Chemierohstoff Kohlenstoffmonoxid (CO) umwandeln. Ist bei der Reaktion Wasserstoff anwesend, entsteht ein noch wertvollerer Rohstoff: Synthesegas, das sich in klimaneutrale Treibstoffe für Autos, Schiffe, Bahnen und Flugzeuge umwandeln lässt.
Kat erfüllt alle Bedingungen
"Damit das Verfahren wirklich praktikabel ist, braucht es einen Katalysator, der mehrere entscheidende Kriterien erfüllt: Erschwinglichkeit, Stabilität, einfache Produktion und Skalierbarkeit. Die Ausgewogenheit dieser vier Elemente ist entscheidend. Glücklicherweise erfüllt unser Material diese Anforderungen in hervorragender Weise", so Chemiker Omar K. Farha.
Das Geheimnis des neuen Kats ist Molybdänkarbid, ein extrem hartes Keramikmaterial. Im Gegensatz zu vielen anderen Katalysatoren, die teure Metalle wie Platin oder Palladium benötigen, ist Molybdän ein preiswertes, unedles und auf der Erde reichlich vorhandenes Metall. Um Molybdän in Molybdäncarbid umzuwandeln, benötigten die Wissenschaftler eine Kohlenstoffquelle. Sie entdeckten eine billige Möglichkeit an einem unerwarteten Ort: in der Speisekammer. Denn Zucker ist weiß und granuliert in fast jedem Haushalt zu finden und stellt eine preiswerte, bequeme Quelle für Kohlenstoffatome dar.
Auch Gasgemische behandelbar
Bei Umgebungsdruck und einer Temperatur von 300 bis 600 Grad Celsius verwandelt der Katalysator CO2 mit 100-prozentiger Selektivität in CO. Hohe Selektivität bedeutet, dass der Kat nur auf das CO2 einwirkt, ohne die umgebenden Materialien zu beeinträchtigen. Die Industrie könnte den Kat bei Gasgemischen einsetzen, die CO2 enthalten. Die teure Abtrennung des Klimagases wäre somit überflüssig. Der Kat bewies Standvermögen. Auch nach längerer Nutzung war er noch aktiv.
Experten sind indes sicher, dass die Einhaltung der Klimaziele unmöglich ist, wenn CO2 aus der Luft nicht entfernt und endlagert oder als Ersatz für fossile Rohstoffe genutzt wird. Der neue Kat könnte dazu ein wichtiger Beitrag sein, zumal er auch für die unkomplizierte Rauchgasreinigung in Kraftwerken und Industrieanlagen Verwendung finden könnte.
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