Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Die Funktion von Katalysatoren - neuer SFB an der RUB

29.06.2000



Die Funktion von Katalysatoren nimmt ab 1. Juli 2000 der neue DFG-Sonderforschungsbereich 558 "Metall-Substrat-Wechselwirkungen in der heterogenen Katalyse" (Sprecher: Prof. Dr. Christof Wöll, Lehrstuhl für Physikalische Chemie I) an der Fakultät für Chemie der Ruhr-Universität unter die Lupe. Denn obwohl in industrialisierten Ländern etwa 20 Prozent des Bruttosozialproduktes direkt oder indirekt mit ihrer Hilfe erwirtschaftet werden, sind viele der grundlegenden Prozesse noch nicht ganz verstanden: Was genau an der Oberfläche des Katalysators - meist eines Metalls - geschieht, wollen die Forscher nun herausfinden. Zunächst widmen sie sich der Herstellung von Methanol mit Hilfe von auf Zinkoxid aufgebrachten Kupferpartikeln. Mit diesem inzwischen 11. SFB nimmt die RUB eine Spitzenstellung in der deutschen Forschungslandschaft ein.

Termin für Wissenschaftsjournalisten Ende September

Voraussichtlich zum Ende September werden die Medien gesondert zu einem Journalistenseminar eingeladen, auf dem Projekte und Struktur des SFB in Laboren der RUB vorgestellt werden.

Nützlich nicht nur im Auto: der Katalysator

Katalysatoren sind überall: Im Alltag sind sie uns aus dem Auto bekannt, wo sie längst Pflicht sind und die Schadstoffe im Abgas verringern - und nicht nur das: Nur der Umsetzung des Erdöls mit Katalysatoren ist es zu verdanken, dass der Treibstoff für moderne Hochleistungsmotoren überhaupt geeignet ist. In der chemischen Industrie beruhen 80 Prozent der Wertschöpfung auf katalytischen Verfahren. Katalysatoren beschleunigen chemische Reaktionen, sorgen dafür, dass sie bei niedrigen Temperaturen und Drücken ablaufen können, und dass das gewünschte Produkt und weniger überflüssige Nebenprodukte entstehen. So weit, so nützlich - der Schlüssel für eine gezielte Optimierung von Katalysatoren ist aber ein genaues Verständnis ihrer Funktion. Bisher mangelt es daran, und hier setzt der Bochumer SFB an.

Was genau im Katalysator passiert

Die Chemiker erforschen die heterogene Katalyse, bei der der Katalysator als Festkörper vorliegt. An seiner Oberfläche erfolgt die Umsetzung der Ausgangsstoffe. Je nach gewünschtem Resultat werden unterschiedliche Materialien als Katalysator eingesetzt: In der Redoxchemie dominieren Metallkatalysatoren, in der Säure-Base-Chemie Zeolithe (Siedesteine) und basische Oxide, bei selektiven Oxidationen mehrkomponentige Mischoxide. Die Prozesse, die an metallischen Oberflächen ablaufen, sind der Wissenschaft am ehesten bekannt, das Wissen über Vorgänge in Zeolithen oder Übergangsmetalloxiden ist dagegen sehr gering, weil der experimentelle Zugang schwieriger ist. Dass das reine Metall eingesetzt wird, kommt außerdem selten vor; meistens werden die Eigenschaften des Metalls durch Promotoren und spezielle Träger verändert. Die Wirkungen dieser Modifizierungen auf die Aktivität des Metalls stehen im Mittelpunkt der Forschungen des neuen SFB. Für die ersten drei Jahre konzentrieren sich die Forscher besonders auf die Methanolsynthese.

Methanol als Versuchskaninchen

Methanol ist hinter Ammoniak und Schwefelsäure die dritthäufigst hergestellte Grundchemikalie, deren weltweite Produktion dieses Jahr dreißig Millionen Tonnen übersteigen wird. Zur Zeit werden ca. 15 Prozent im Treibstoff- und Energiesektor verwendet. Da Methanol ein geeigneter Treibstoff für brennstoffzellengetriebene Fahrzeuge ist, verfügt dieser Bereich für die Zukunft über das größte Wachstumspotential. Es wird mit Hilfe von Kupferpartikeln, die auf Zinkoxid aufgebracht werden, gewonnen. Kupferkatalysatoren werden ebenso wie Zinkoxid in der industriellen, organischen Chemie für Hydrier- und Dehydrierreaktionen eingesetzt. Erst die Anlagerung von Kupferpartikeln auf Zinkoxid steigert die entscheidende Aktivität des Katalysators erheblich.

Wie man Reaktionen auf die Schliche kommt

Die Bochumer Chemiker werden sich diesen Prozessen mit verschiedenen Ansätzen nähern: Zum Einen werden sie mit spektroskopischen Methoden die Reaktionen am Katalysator beobachten. Zum Anderen werden sie durch spezielle anorganische Methoden Metall-Trägersysteme herstellen, auf bekannte Festkörperoberflächen Metalldeposite aufbringen und deren chemische Aktivität charakterisieren. In Verbindung mit theoretischen, quantenchemischen Berechnungen wollen sie so zu einem detaillierten Verständnis der elektronischen und geometrischen Struktur der für die Funktion maßgeblichen Eigenschaften des Katalysators gelangen.

Weitere Informationen

Prof. Christof Wöll, Fakultät für Chemie der Ruhr-Universität, 44780 Bochum, Tel. 0234/32-25529, Fax: 0234/32-14-182, Email: woell@pc.ruhr-uni-bochum.de

Dr. Josef König |

Weitere Berichte zu: Katalysator Kupferpartikel Metall Prozess RUB Zinkoxid

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht Fraunhofer-Institute entwickeln zerstörungsfreie Qualitätsprüfung für Hybridgussbauteile
19.01.2017 | Fraunhofer IFAM

nachricht Löschwasser mobil und kosteneffizient reinigen
18.01.2017 | Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Im Focus: Traffic jam in empty space

New success for Konstanz physicists in studying the quantum vacuum

An important step towards a completely new experimental access to quantum physics has been made at University of Konstanz. The team of scientists headed by...

Im Focus: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Im Focus: Wie Darmbakterien krank machen

HZI-Forscher entschlüsseln Infektionsmechanismen von Yersinien und Immunantworten des Wirts

Yersinien verursachen schwere Darminfektionen. Um ihre Infektionsmechanismen besser zu verstehen, werden Studien mit dem Modellorganismus Yersinia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

21.500 Euro für eine grüne Zukunft – Unserer Umwelt zuliebe

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

innovations-report im Interview mit Rolf-Dieter Lafrenz, Gründer und Geschäftsführer der Hamburger Start ups Cargonexx

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

Niederlande: Intelligente Lösungen für Bahn und Stahlindustrie werden gefördert

20.01.2017 | Förderungen Preise