Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Kohlendioxid als Rohstoff für die Umwandlung von Solarstrom in wertvolle chemische Produkte

06.11.2015

Drei neue Verbundprojekte unter Leitung des TU-Fachgebietes „Elektrochemische Katalyse und Materialien“ von Prof. Dr. Peter Strasser untersuchen Grundlagen und Anwendungen von elektrochemischen Katalyseprozessen

Auf dem volkswirtschaftlich wichtigen Gebiet der elektrochemischen Katalyseprozesse wurden drei neue Verbundprojekte an der TU Berlin bewilligt. Sprecher aller drei Vorhaben ist Prof. Dr. Peter Strasser, Leiter des Fachgebietes „Elektrochemische Katalyse und Materialien“ am TU-Institut für Chemie.

In allen drei Projekten werden die chemischen Grundlagen und anwendungsrelevanten Aspekte der direkten elektrochemischen Umwandlung von Wasser und Kohlendioxid mit Hilfe von Elektrizität in wertvolle chemische Molekülbausteine für die chemische Industrie oder in Brennstoffe erforscht. Gefördert werden die drei Projekte an der TU Berlin mit insgesamt 2 Millionen Euro für drei Jahre.

Das erste Verbundprojekt „Electrochemical CO2 conversion“ untersucht die kürzlich am Fachgebiet von Prof. Dr. Peter Strasser entdeckten Kohlenstoffkatalysatoren für die direkte Umwandlung von Kohlendioxid in Kohlenwasserstoffe (Angewandte Chemie 2015 doi: 10.1002/anie.201502099).

Da bisher Gold und Silber die bevorzugten Katalysatoren für diese Reaktion waren, ist die Erkenntnis, dass kohlenstoffbasierte Materialien Kohlendioxid ebenso effizient katalysieren, von größter Bedeutung. Die Forschungen finden im Rahmen des renommierten Flagship-Programms „Climate-KIC/EnCO2re“ der Europäischen Union statt.

Die TU-Chemiker arbeiten mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der Ruhr-Universität Bochum und der Universität Kopenhagen sowie mit der Firma Covestro (ehemals Bayer Material Science) zusammen. Fördersumme für das TU-Fachgebiet: 400.000 Euro.

Das zweite Verbundprojekt befasst sich mit der direkten Umwandlung von Kohlendioxid zu Kohlenwasserstoffen auf nanostrukturierten Metallkatalysatoren. Dazu werden neue chemische Analysestrategien, sogenannte „operando“-Methoden, entwickelt und eingesetzt.

Sie erlauben eine direkte Beobachtung der reagierenden Moleküle während der chemischen Umwandlung. Gefördert wird es vom Bundesministerium für Forschung und Bildung (BMBF). Partner sind die Ruhr-Universität Bochum und die Freie Universität Berlin. Fördersumme für das TU-Fachgebiet: 1,2 Millionen Euro.

Das dritte Verbundprojekt beschäftigt sich mit dem molekularen Verständnis der elektrokatalytischen Prozesse an der Grenzfläche zwischen Flüssigkeit und festem Katalysator in Photoelektrochemischen Zellen (PEZ). Im Vordergrund steht hier die elektrochemische Spaltung von Wasser zur Erzeugung von Wasserstoff und von anderen chemischen Zwischenprodukten.

Finanziert wird es von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) im Rahmen des Schwerpunktprogramms SPP1613 „Fuels Produced Regeneratively Through Light-Driven Water Splitting“. Hier kooperiert das Fachgebiet von Prof. Dr. Peter Strasser mit dem Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft in Berlin-Dahlem. Fördersumme für das TU-Fachgebiet: 400.000 Euro.

Bei der Erforschung der chemischen Grundlagen und anwendungsrelevanten Aspekten der elektrochemischen Umwandlung von Wasser und Kohlendioxid mit Hilfe von Elektrizität in chemische Molekülbausteine für die chemische Industrie oder in Brennstoffe kommen zwei Verfahren in Betracht: Das eine nutzt Photovoltaik- oder Windkraftanlagen zur Umwandlung von Sonnenlicht in Strom.

Dieser wird anschließend in neuartigen Vorrichtungen (Elektrolyseuren) mit einem elektrochemischen Katalysatormaterial zusammen mit Wasser und Kohlendioxid direkt zu Wasserstoff, Methan, Ethylene, Methanol, Ethanol und einer Vielzahl weiterer chemischer Produkte umgewandelt. Das andere Verfahren nutzt die Kombination aus einem Halbleiter wie Silizium und einem Elektrokatalysatormaterial in einer integrierten „Photoelektrochemischen Zelle (PEZ)“, die bei Sonnenbestrahlung ebenfalls aus Kohlendioxid und Wasser chemische Produkte oder Brennstoffe liefert. Die PEZ-Technologie ist kompakter als die Photovoltaik-Elektrolyseur-Technologie, allerdings ist die Integration von Sonnenlichtnutzung und elektrochemischer Katalyse eine große wissenschaftliche und technische Herausforderung hinsichtlich der Leistungsfähigkeit und der Lebensdauer der Photoelektrochemischen Zellen.

Über die atomaren Details, wie die elektrochemischen Reaktionen an der Oberfläche der Katalysatoren molekular ablaufen, ist sehr wenig bekannt. Ebenso weiß man kaum etwas, wie die atomare Zusammensetzung und Struktur des Katalysators die Art und Menge der entstehenden Produkte beeinflussen kann. Das Ziel aller drei Verbundprojekte ist deshalb, die elektrochemischen Prozesse anhand verschiedener Katalysatorklassen grundlegend zu verstehen und Methoden zu entwickeln, um die chemischen Prozesse während der Reaktion zu studieren.

Weitere Informationen erteilt Ihnen gern:
Prof. Dr. Peter Strasser
TU Berlin
Fachgebiet Elektrochemische Katalyse und Materialien
Tel.: 030/314-29542
E-Mail: pstrasser@tu-berlin.de

Stefanie Terp | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.tu-berlin.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Designerviren stacheln Immunabwehr gegen Krebszellen an
26.05.2017 | Universität Basel

nachricht Wachstumsmechanismus der Pilze entschlüsselt
26.05.2017 | Karlsruher Institut für Technologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

Staphylococcus aureus ist aufgrund häufiger Resistenzen gegenüber vielen Antibiotika ein gefürchteter Erreger (MRSA) insbesondere bei Krankenhaus-Infektionen. Forscher des Paul-Ehrlich-Instituts haben immunologische Prozesse identifiziert, die eine erfolgreiche körpereigene, gegen den Erreger gerichtete Abwehr verhindern. Die Forscher konnten zeigen, dass sich durch Übertragung von Protein oder Boten-RNA (mRNA, messenger RNA) des Erregers auf Immunzellen die Immunantwort in Richtung einer aktiven Erregerabwehr verschieben lässt. Dies könnte für die Entwicklung eines wirksamen Impfstoffs bedeutsam sein. Darüber berichtet PLOS Pathogens in seiner Online-Ausgabe vom 25.05.2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) ist ein Bakterium, das bei weit über der Hälfte der Erwachsenen Haut und Schleimhäute besiedelt und dabei normalerweise keine...

Im Focus: Can the immune system be boosted against Staphylococcus aureus by delivery of messenger RNA?

Staphylococcus aureus is a feared pathogen (MRSA, multi-resistant S. aureus) due to frequent resistances against many antibiotics, especially in hospital infections. Researchers at the Paul-Ehrlich-Institut have identified immunological processes that prevent a successful immune response directed against the pathogenic agent. The delivery of bacterial proteins with RNA adjuvant or messenger RNA (mRNA) into immune cells allows the re-direction of the immune response towards an active defense against S. aureus. This could be of significant importance for the development of an effective vaccine. PLOS Pathogens has published these research results online on 25 May 2017.

Staphylococcus aureus (S. aureus) is a bacterium that colonizes by far more than half of the skin and the mucosa of adults, usually without causing infections....

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

DFG fördert 15 neue Sonderforschungsbereiche (SFB)

26.05.2017 | Förderungen Preise

Lässt sich mit Boten-RNA das Immunsystem gegen Staphylococcus aureus scharf schalten?

26.05.2017 | Biowissenschaften Chemie

Unglaublich formbar: Lesen lernen krempelt Gehirn selbst bei Erwachsenen tiefgreifend um

26.05.2017 | Gesellschaftswissenschaften