Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Shell She Study Award an RUB-Chemikerin: Marie Schröter erforscht Nano-Katalysatoren

05.12.2007
Winzige Partikel setzen viel um

Für ihre Dissertation zur Entwicklung von hochleistungsfähigen Nano-Katalysatoren für die Herstellung von Methanol wurde Dr. Marie Schröter mit dem diesjährigen 11. Shell She Study Award ausgezeichnet. Die 28-jährige Chemikerin, die ihre Doktorarbeit am Lehrstuhl für Anorganische Chemie (Prof. Dr. Roland A. Fischer) angefertigt hat, arbeitet jetzt am Lehrstuhl für Technische Chemie der Ruhr-Universität (Prof. Dr. Martin Muhler).

Ihre Entwicklung erlaubt die effizientere Herstellung von Methanol, einem der wichtigsten Ausgangsstoffe für Synthesen in der chemischen Industrie und sauberer Kraftstoff der Zukunft. Der Preis ist mit 5000 Euro dotiert und wird seit 1997 jährlich an herausragende junge Forscherinnen verliehen.

Katalysatoren: Unverzichtbare Helfer

Ohne Katalysatoren wären die meisten industriellen chemischen Prozesse undenkbar. Sie sorgen in einer Reaktion dafür, dass bestehende Bindungen der Ausgangssubstanzen gebrochen und neue geknüpft werden, so dass die gewünschten Produkte entstehen. In der heterogenen Katalyse geschieht das an der Katalysatoroberfläche durch die Adsorption der Ausgangsstoffe, Reaktion und Desorption der Produkte. Ein guter Katalysator sorgt dafür, dass die benötigte Energie zum Brechen der Bindungen möglichst gering ist und dass die Knüpfung der neuen Bindungen möglichst selektiv verläuft, so dass nur die gewünschten Produkte entstehen. Somit ist der Katalysator die wirtschaftliche und ökologische Stellschraube eines chemischen Prozesses.

Nano-Katalysatoren wirken effizient

Das Verhältnis eines Nanaopartikels (ein Nanometer = ein Millionstel Millimeter) zu einem Fußball entspricht in etwa dem eines Stecknadelkopfes zum Erdball. "Der Trick ist, dass die Oberfläche von Partikeln mit abnehmendem Teilchendurchmesser wächst", erklärt Marie Schröter. "Bei 1 nm großen Partikeln sind 99% der Atome Oberflächenatome, die sich, da heterogene Katalyse eine Oberflächenreaktion ist, dann alle an der Reaktion beteiligen können." Je mehr Oberfläche desto mehr aktive Zentren, desto effizienter die Katalyse. Je kleiner die Teilchen, desto größer die Wirkung. Die von Marie Schröter entwickelten alternativen Nano-Katalysatoren sind zum einen in der flüssigen Phase (teilweise weitaus) aktiver als herkömmliche Industriekatalysatoren, so dass mit ihnen in der flüssigen Phase mehr Methanol pro Stunde produziert werden kann. Zum anderen dienen sie der Grundlagenforschung als Modellsystem. Mit ihrer Hilfe können Fragen zum Mechanismus der Reaktion geklärt werden, was wiederum zum besseren Verständnis des Prozesses und somit indirekt zu dessen Optimierung beitragen kann. "Das ist wichtig, denn Katalyse ist ein wenig wie Magie", erklärt Marie Schröter, "es funktioniert oft ohne dass genau bekannt ist wie und warum eigentlich."

Flüssig schlägt gasförmig

Den Prozess in der flüssigen Phase durchzuführen - üblicherweise wird die Gasphase genutzt - ist ein innovatives Verfahren, das es zum einen ermöglicht, den Katalysator leicht auszutauschen. Hauptvorteil ist aber, dass die Wärme sich viel gleichmäßiger im System verteilt, so dass der Katalysator nicht lokal überhitzen und deaktivieren kann. Die Abwärme der Reaktion kann aufgefangen und anderen Prozessen zugeführt werden, etwa der Erzeugung von Heißdampf, der zum Beispiel via Dampfturbine Strom erzeugen kann. Dazu gibt es ein Pilotprojekt in den USA.

Hintergrund Methanol

Methanol wird als ein Energieträger der Zukunft gesehen, denn es ist ohne den Einsatz fossiler Brennstoffe herstellbar und bindet CO2. Es ist eine der Top 10-Chemikalien weltweit, von der über 40 Mio. Tonnen pro Jahr produziert werden. Es dient zur Herstellung weiterer Chemikalien, kommt im Recycling von Kunststoffen zur Anwendung und wird vor allem als Kraftstoff eingesetzt, der sauberer verbrennt als Benzin. Außerdem wird es auch direkt oder weiterverarbeitet hochoktanigen Kraftstoffen zugesetzt und ist Bestandteil der Biodieselherstellung. In Brennstoffzellen kann es entweder direkt oder nach Umwandlung zu Wasserstoff umgesetzt werden. Als Flüssigkeit ist Methanol leicht zu handhaben, tanken könnte man es z.B. einfach an bestehenden Tankstellen.

Weitere Informationen

Dr. Marie Schröter, Lehrstuhl für Technische Chemie der Ruhr-Universität Bochum, Tel. 0234/32-26475, E-Mail: marie.schroeter@techem.rub.de

Dr. Josef König | idw
Weitere Informationen:
http://www.ruhr-uni-bochum.de/

Weitere Berichte zu: Katalysator Katalyse Methanol Nano-Katalysator

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Förderungen Preise:

nachricht Digitale Transformation für den Mittelstand – Projekt „Digivation“ erhält 1,5 Mio. Euro vom Bund
27.02.2017 | Universität Paderborn

nachricht Bildsprache gegen Arbeitskräftemangel
27.02.2017 | Hochschule Augsburg - Hochschule für angewandte Wissenschaften

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Förderungen Preise >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Wie Proteine Zellmembranen verformen

Zellen schnüren regelmäßig kleine Bläschen von ihrer Außenhaut ab und nehmen sie in ihr Inneres auf. Daran sind die EHD-Proteine beteiligt, die Professor Oliver Daumke vom MDC erforscht. Er und sein Team haben nun aufgeklärt, wie sich diese Proteine auf der Oberfläche von Zellen zusammenlagern und dadurch deren Außenhaut verformen.

Zellen schnüren regelmäßig kleine Bläschen von ihrer Außenhaut ab und nehmen sie in ihr Inneres auf. Daran sind die EHD-Proteine beteiligt, die Professor...

Im Focus: Safe glide at total engine failure with ELA-inside

On January 15, 2009, Chesley B. Sullenberger was celebrated world-wide: after the two engines had failed due to bird strike, he and his flight crew succeeded after a glide flight with an Airbus A320 in ditching on the Hudson River. All 155 people on board were saved.

On January 15, 2009, Chesley B. Sullenberger was celebrated world-wide: after the two engines had failed due to bird strike, he and his flight crew succeeded...

Im Focus: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Poseidon goes Politics – Wer oder was regiert die Ozeane?

27.02.2017 | Veranstaltungen

Fachtagung Rapid Prototyping 2017 – Innovationen in Entwicklung und Produktion

27.02.2017 | Veranstaltungen

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Herz-Untersuchung: Kontrastmittel sparen mit dem Mini-Teilchenbeschleuniger

27.02.2017 | Medizintechnik

Neue Maßstäbe für eine bessere Wasserqualität in Europa

27.02.2017 | Biowissenschaften Chemie

Wenn der Schmerz keine Worte findet - Künstliche Intelligenz zur automatisierten Schmerzerkennung

27.02.2017 | Medizintechnik