Fotokatalysator wandelt CO2 in CO um

17. August 2017, 16:47 Uhr
Neuer Katalysator verwandelt CO2 exklusiv in CO. Bild: Kaiyang Niu und Haimei Zheng; Berkeley Lab.
Neuer Katalysator verwandelt CO2 exklusiv in CO. Bild: Kaiyang Niu und Haimei Zheng; Berkeley Lab.

Forscher des Lawrence Berkeley National Laboratory in Kalifornien haben ein Material entwickelt, das unter Bestrahlung durch Licht aus Kohlendioxid hochselektiv Kohlenmonoxid macht. Das ganz Besondere daran ist, dass bei dieser Reaktion so gut wie keine unerwünschten Reaktionsprodukte entstehen. Diese Entwicklung stellt daher ein großer Schritt für eine Technologie dar, die Brennstoffe und andere energiereiche Substanzen lediglich mit Hilfe eines Katalysators und Sonnenlicht hergestellt. Es würde auf diese Weise zudem die Menge an CO2 in der Atmosphäre (als eines der relevantesten Treibhausgase) reduziert.

Selektive Reaktion

Der Katalysator besteht aus einer schwammartigen nickel-organischen Kristallstruktur, die CO2 in einem Reaktionsgefäß in CO umwandelt, was das Rohmaterial für flüssigen Brennstoffe (wie Ethanol), Lösungsmittel und andere nützliche Produkte darstellt.
Die Herstellung von CO hat eine Selektivität von fast 100% - es werden also keine konkurrierenden Gase wie etwa Wasserstoff oder Methan gebildet. Genau dieser Aspekt bedeutet einen großen Schritt nach vorn. Die Reduktion von Kohlendioxid zu Kohlenmonoxid dient schließlich dem Zweck, ein einziges Endprodukt zu erhalten, und nicht etwa eine Mischung aus unterschiedlichen Substanzen, die mühsam voneinander getrennt werden müssen.

CO2-Reduktion zu CO

Das neue Katalysatormaterial wurde in einem Reaktionsgefäß getestet, das mit Kohlendioxid gefüllt ist. Die Reaktionsprodukte wurden mit Hilfe von Gas-Chromatographie und Massenspektrometrie bestimmt. Es wurde festgestellt, dass 1 Gramm Katalysator in 1 Stunde bei Raumtemperatur etwa 400 ml CO erzeugen kann. Darüber hinaus zeigte sich, dass der Katalysator für lange Zeiträume stabil bleibt.

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