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 TUM Agenda 2030: Kräfte bündeln zur Additiven Fertigung: TUM erforscht digitale Fertigungstechnologie der Zukunft
09.10.2019 | Technische Universität München

nachricht Aktivität von edelmetallfreien Katalysatorpartikeln bestimmen
04.10.2019 | Ruhr-Universität Bochum

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Neuer Werkstoff für den Bootsbau

Um die Entwicklung eines Leichtbaukonzepts für Sportboote und Yachten geht es in einem Forschungsprojekt der Technischen Hochschule Mittelhessen. Prof. Dr. Stephan Marzi vom Gießener Institut für Mechanik und Materialforschung arbeitet dabei mit dem Bootsbauer Krake Catamarane aus dem thüringischen Apolda zusammen. Internationale Kooperationspartner sind Prof. Anders Biel von der schwedischen Universität Karlstad und die Firma Lamera aus Göteborg. Den Projektbeitrag der THM fördert das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie im Rahmen des Zentralen Innovationsprogramms Mittelstand mit 190.000 Euro.

Im modernen Bootsbau verwenden die Hersteller als Grundmaterial vorwiegend Duroplasten wie zum Beispiel glasfaserverstärkten Kunststoff. Das Material ist...

Im Focus: Novel Material for Shipbuilding

A new research project at the TH Mittelhessen focusses on the development of a novel light weight design concept for leisure boats and yachts. Professor Stephan Marzi from the THM Institute of Mechanics and Materials collaborates with Krake Catamarane, which is a shipyard located in Apolda, Thuringia.

The project is set up in an international cooperation with Professor Anders Biel from Karlstad University in Sweden and the Swedish company Lamera from...

Im Focus: Controlling superconducting regions within an exotic metal

Superconductivity has fascinated scientists for many years since it offers the potential to revolutionize current technologies. Materials only become superconductors - meaning that electrons can travel in them with no resistance - at very low temperatures. These days, this unique zero resistance superconductivity is commonly found in a number of technologies, such as magnetic resonance imaging (MRI).

Future technologies, however, will harness the total synchrony of electronic behavior in superconductors - a property called the phase. There is currently a...

Im Focus: Ultraschneller Blick in die Photochemie der Atmosphäre

Physiker des Labors für Attosekundenphysik haben erkundet, was mit Molekülen an den Oberflächen von nanoskopischen Aerosolen passiert, wenn sie unter Lichteinfluss geraten.

Kleinste Phänomene im Nanokosmos bestimmen unser Leben. Vieles, was wir in der Natur beobachten, beginnt als elementare Reaktion von Atomen oder Molekülen auf...

Im Focus: Wie entstehen die stärksten Magnete des Universums?

Wie kommt es, dass manche Neutronensterne zu den stärksten Magneten im Universum werden? Eine mögliche Antwort auf die Frage nach der Entstehung dieser sogenannten Magnetare hat ein deutsch-britisches Team von Astrophysikern gefunden. Die Forscher aus Heidelberg, Garching und Oxford konnten mit umfangreichen Computersimulationen nachvollziehen, wie sich bei der Verschmelzung von zwei Sternen starke Magnetfelder bilden. Explodieren solche Sterne in einer Supernova, könnten daraus Magnetare entstehen.

Wie entstehen die stärksten Magnete des Universums?

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - Dezember 2019

14.10.2019 | Veranstaltungen

10. Weltkonferenz der Ecosystem Services Partnership an der Leibniz Universität Hannover

14.10.2019 | Veranstaltungen

Bildung.Regional.Digital: Tagung bietet Rüstzeug für den digitalen Unterricht von heute und morgen

10.10.2019 | Veranstaltungen

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

Technologiemodul senkt Ausschussrate von Mikrolinsen auf ein Minimum

14.10.2019 | Informationstechnologie

Diagnostik für alle

14.10.2019 | Biowissenschaften Chemie

Bayreuther Forscher entdecken stabiles hochenergetisches Material

14.10.2019 | Materialwissenschaften

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