Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

CO2 als Rohstoff?

17.07.2012
Homogene Katalyse: Ruthenium-Phosphin-Komplex hydriert Kohlendioxid zu Methanol

Fossile Rohstoffe gehen zur Neige und ihre Verwendung setzt das Treibhausgas Kohlendioxid (CO2) frei.

Beide Probleme ließen sich deutlich abschwächen, wenn man CO2 als Kohlenstoffquelle für die Herstellung von Kraftstoffen und Chemie-Rohstoffen nutzen könnte. Deutsche Forscher stellen in der Zeitschrift Angewandte Chemie nun erstmals die Möglichkeit vor, die mehrstufige Umwandlung von CO2 zu Methanol (CH3OH) mit einem homogenen Übergangsmetall-Katalysator in Lösung durchzuführen.

Methanol und seine Folgeprodukte können nicht nur in klassischen Verbrennungsmotoren oder Brennstoffzellen genutzt werden, sondern stellen auch einen vielseitigen Rohstoff für die chemische Industrie dar. Das bisher etablierte großtechnische Verfahren zur Herstellung von Methanol basiert auf Synthesegas, einer aus fossilen Ressourcen gewonnenen Mischung aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid. Das Verfahren nutzt dabei unter hohem Druck und hoher Temperatur einen heterogenen Katalysator, welcher als Feststoff in einer anderen Phase vorliegt als die gasförmigen oder flüssigen Edukte und Produkte.

Inzwischen gibt es eine Reihe von neuartigen Ansätzen, Kohlendioxid als Ausgansstoff für die Herstellung von Methanol zu nutzen. Die große Herausforderung für die Katalyseforschung besteht darin, nicht nur das sehr stabile CO2-Molekül zu aktivieren, sondern auch die komplexe mehrstufige Umsetzung zu Methanol zu katalysieren. Maßgeschneiderte Katalysatoren sind der Schlüssel, um die Aktivierung dieses wenig reaktiven C1-Bausteins zu ermöglichen.

Wissenschaftler am Institut für Technische und Makromolekulare Chemie der RWTH Aachen verfolgen einen neuen Ansatz, um Methanol durch Reduktion von CO2 mit elementarem Wasserstoff zu gewinnen. Während die meisten bisherigen Verfahren heterogen-katalytisch laufen, handelt es sich hier um ein homogen-katalytisches Verfahren: Katalysator und Edukte liegen in Lösung, also in derselben Phase vor. Homogene Übergangsmetall-Katalysatoren kommen häufig mit milderen Reaktionsbedingungen aus und die gezielte Entwicklung des Katalysators ermöglicht oft höhere Selektivitäten. Bislang war jedoch kein homogener Metallkomplex bekannt, der die über mehrere Zwischenstufen verlaufende Bildung von Methanol aus Kohlendioxid und Wasserstoff katalysieren konnte.

Das Team um Jürgen Klankermayer und Walter Leitner hat nun für diese komplexe Umsetzung einen maßgeschneiderten homogenen Katalysator, einen speziellen Ruthenium-Phosphin-Komplex, entwickelt. Der in einem Lösungsmittel, im einfachsten Fall Methanol selbst, gelöste Katalysator wird in einem Autoklaven unter Druck mit Kohlendioxid und Wasserstoff versetzt. Daraufhin verknüpft er schrittweise ein Molekül CO2 mit drei Molekülen Wasserstoff unter Bildung von Methanol und Wasser.

„Das ist das erste Beispiel einer Hydrierung von CO2 zu Methanol unter Verwendung eines molekular definierten Katalysators unter relativ milden Reaktionsbedingungen“, erläutern Leitner und Klankermayer. „Nun erforschen wir, wie die Reaktion im Detail abläuft, um den Katalysator weiterzuentwickeln.“

Angewandte Chemie: Presseinfo 26/2012

Autor: Jürgen Klankermayer, RWTH Aachen University (Germany),
http://www.tc.rwth-aachen.de/aw/cms/TC/Zielgruppen/~vfu/prof_klankermayer/?lang=en

Angewandte Chemie, Permalink to the article: http://dx.doi.org/10.1002/ange.201202320

Angewandte Chemie, Postfach 101161, 69451 Weinheim, Germany

Dr. Renate Hoer | GDCh
Weitere Informationen:
http://presse.angewandte.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Wie Darmbakterien das Herzinfarktrisiko beeinflussen
10.12.2018 | Berliner Institut für Gesundheitsforschung / Berlin Institute of Health (BIH)

nachricht Neues über ein Pflanzenhormon
07.12.2018 | Julius-Maximilians-Universität Würzburg

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: Neue Methode verpasst Mikroskop einen Auflösungsschub

Verspiegelte Objektträger ermöglichen jetzt deutlich schärfere Bilder / 20fach bessere Auflösung als ein gewöhnliches Lichtmikroskop - Zwei Forschungsteams der Universität Würzburg haben dem Hochleistungs-Lichtmikroskop einen Auflösungsschub verpasst. Dazu bedampften sie den Glasträger, auf dem das beobachtete Objekt liegt, mit maßgeschneiderten biokompatiblen Nanoschichten, die einen „Spiegeleffekt“ bewirken. Mit dieser einfachen Methode konnten sie die Bildauflösung signifikant erhöhen und einzelne Molekülkomplexe auflösen, die sich mit einem normalen Lichtmikroskop nicht abbilden lassen. Die Studie wurde in der NATURE Zeitschrift „Light: Science and Applications“ veröffentlicht.

Die Schärfe von Lichtmikroskopen ist aus physikalischen Gründen begrenzt: Strukturen, die näher beieinander liegen als 0,2 tausendstel Millimeter, verschwimmen...

Im Focus: Supercomputer ohne Abwärme

Konstanzer Physiker eröffnen die Möglichkeit, Supraleiter zur Informationsübertragung einzusetzen

Konventionell betrachtet sind Magnetismus und der widerstandsfreie Fluss elektrischen Stroms („Supraleitung“) konkurrierende Phänomene, die nicht zusammen in...

Im Focus: Drei Nervenzellen reichen, um eine Fliege zu steuern

Uns wirft so schnell nichts um. Eine Fruchtfliege kann dagegen schon ein kleiner Windstoß vom Kurs abbringen. Drei große Nervenzellen in jeder Hälfte des Fliegenhirns reichen jedoch aus, um die Fliege mit Hilfe visueller Signale wieder auf Kurs zu bringen.

Bewegen wir uns vorwärts, zieht die Umwelt in die entgegengesetzte Richtung an unseren Augen vorbei. Drehen wir uns, verschiebt sich das Bild der Umwelt im...

Im Focus: Researchers develop method to transfer entire 2D circuits to any smooth surface

What if a sensor sensing a thing could be part of the thing itself? Rice University engineers believe they have a two-dimensional solution to do just that.

Rice engineers led by materials scientists Pulickel Ajayan and Jun Lou have developed a method to make atom-flat sensors that seamlessly integrate with devices...

Im Focus: Drei Komponenten auf einem Chip

Wissenschaftlern der Universität Stuttgart und des Karlsruher Institutes für Technologie (KIT gelingt wichtige Weiterentwicklung auf dem Weg zum Quantencomputer

Quantencomputer sollen bestimmte Rechenprobleme einmal sehr viel schneller lösen können als ein klassischer Computer. Einer der vielversprechendsten Ansätze...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Eine Norm für die Reinheitsbestimmung aller Medizinprodukte

10.12.2018 | Veranstaltungen

Fachforum über intelligente Datenanalyse

10.12.2018 | Veranstaltungen

Plastics Economy Investor Forum: Treffpunkt für Innovationen

10.12.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Klein und vielseitig: Schlüsselorganismen im marinen Stickstoffkreislauf nutzen Cyanat und Harnstoff

10.12.2018 | Studien Analysen

Ungesundes Sitzen vermeiden: Stuhl erkennt Sitzposition und motiviert zur Änderung der Körperhaltung

10.12.2018 | Energie und Elektrotechnik

Eine Norm für die Reinheitsbestimmung aller Medizinprodukte

10.12.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics