Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Aus der Luft gegriffen

20.04.2009
Kohlendioxid als Kohlenstoffquelle - ein Carben-Katalysator eröffnet neue Perspektiven

Darum beneiden Chemiker die grünen Pflanzen: Durch Photosynthese können sie Kohlendioxid, das in unserer Luft reichlich vorhanden ist, einfach fixieren und daraus Biomasse, also organische Verbindungen, aufbauen.

Auch Chemiker möchten Kohlenstoffverbindungen einfach aus Luft-CO2 herstellen können. Denn anders als die heute üblichen Kohlenstoffquellen Erdöl und Erdgas ist Kohlendioxid ein erneuerbarer Rohstoff und ein umweltfreundliches chemisches Reagens.

Leider sind die Kohlenstoff-Sauerstoff-Bindungen aber sehr schwer zu knacken. Forscher um Yugen Zhang und Jackie Y. Ying vom Institute of Bioengineering and Nanotechnology in Singapur haben nun ein neuartiges Reaktionsschema entwickelt, nach dem CO2 bei sehr milden Bedingungen effektiv in Methanol umgesetzt werden kann. Wie sie in der Zeitschrift Angewandte Chemie berichten, basiert es auf einem N-heterozyklischen Carben als Katalysator und einem Silan als Reduktionsmittel.

Das Grundgerüst eines N-heterozyklischen Carbens ist ein Fünfring aus zwei Stickstoff- und drei Kohlenstoffatomen. Eines dieser Kohlenstoffatome ist dabei statt vierbindig nur zweibindig. So bleiben Elektronen übrig in Form eines so genannten einsamen Elektronenpaars, das diese Spezies sehr reaktiv macht. Reaktiv genug, um auch CO2 anzugreifen.

Die Singapurer Forscher erzeugen den verwendeten Carben-Katalysator in situ aus einer Vorstufe. Das Carben aktiviert das CO2, wird dann aber wieder abgespalten und liegt am Ende des Reaktionszyklus unverändert vor. Formaler Reaktionpartner ist ein Hydrosilan, eine siliciumorganische Verbindung, die als Reduktionsmittel wirkt. Das Reaktionsprodukt, in das CO2 umgewandelt wird, lässt sich im letzten Schritt der Reaktionsfolge problemlos in Form von Methanol gewinnen. Methanol ist ein wichtiges Ausgangsprodukt für viele chemische Synthesen und dient als alternativer Kraftstoff sowie als Rohstoff für die Energieerzeugung in Methanol-Brennstoffzellen.

Besonderer Vorteil: Anders als bisherige Reaktionsschemata mit metallhaltigen Katalysatoren kann mit Luft als CO2-Quelle gearbeitet werden, da der Carbenkatalysator unempfindlich gegenüber Sauerstoff ist. Dabei zeigt sich das Carben effektiver als die metallhaltige Katalysatoren. Die Reaktion läuft zudem unter sehr milden Bedingungen ab.

Angewandte Chemie: Presseinfo 15/2009

Autor: Yugen Zhang, Institute of Bioengineering and Nanotechnology, Biopolis (Singapore), http://www.ibn.a-star.edu.sg/research_areas_7.php?id=110

Angewandte Chemie 2009, 121, No. 18, 3372-3375, doi: 10.1002/ange.200806058

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69495 Weinheim, Germany

Dr. Renate Hoer | GDCh
Weitere Informationen:
http://presse.angewandte.de
http://www.ibn.a-star.edu.sg/research_areas_7.php?id=110

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wie Reize auf dem Weg ins Bewusstsein versickern
22.09.2017 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

nachricht Lebendiges Gewebe aus dem Drucker
22.09.2017 | Universitätsklinikum Freiburg

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: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zum Biomining ab Sonntag in Freiberg

22.09.2017 | Veranstaltungen

Die Erde und ihre Bestandteile im Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

DFG bewilligt drei neue Forschergruppen und eine neue Klinische Forschergruppe

22.09.2017 | Förderungen Preise

Lebendiges Gewebe aus dem Drucker

22.09.2017 | Biowissenschaften Chemie