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Kohlendioxid als Rohstoff Freitag, 04.05.2018

CO2 ist in einen Alkohol verwandelbar, der als Ausgangsstoff für die chemische Industrie dienen könnte.

Um Kohlendioxid in einen Alkohol zu überführen, ohne dass dabei unerwünschte Abfallprodukte entstehen, ist eine zweischrittige Reaktion erforderlich. Um die Prozesse aus thermodynamischer Sicht vereinbar zu machen, braucht es geeignete Katalysatoren, die die Teilreaktionen erleichtern.

Das Team aus Forschern der Ruhr-Universität Bochum testete zahlreiche Substanzen und fand schließlich zwei Katalysatoren, die die erforderlichen Eigenschaften besitzen: eine Kupferverbindung für den ersten Reaktionsschritt und eine Verbindung aus Rhodium und Molybdän für den zweiten Schritt. Entscheidend war auch die genaue Zusammensetzung und Menge des Lösungsmittels, in dem die Reaktion stattfand.

In der ersten Teilreaktion, Carboxylierung genannt, koppelten die Forscher CO2 an eine Kohlenwasserstoffverbindung. Dazu wird ein Proton (H+) von der Kohlenwasserstoffverbindung abgespalten; an der frei werdenden Stelle dockt das CO2-Molekül an, und es entsteht eine Säure. Das überschüssige Proton wird von einer Base aufgenommen. Im zweiten Schritt, der Hydrogenierung, wird die Säure durch Übertragen von Protonen in einen Alkohol umgewandelt. Dabei gibt die Base das zuvor aufgenommene Proton wieder ab und wird so recycelt.

Dass diese Reaktion machbar ist, zeigte das Team anhand der Kohlenwasserstoffverbindung Phenylacetylen. In weiteren Studien muss sich zeigen, ob das Prinzip auf andere organische Verbindungen ausgeweitet werden kann. Mit dem vorliegenden Katalysatorsystem erreichten die Forscher für die Base eine Recyclingrate von 40 Prozent. Das zeigt, dass die Base nicht während der Reaktion zerstört wird, aber dass das Verfahren noch deutlich verbessert werden muss, um industriell anwendbar zu werden.

 

Bild: © Fotolia, powell83 - Um dem Klimawandel entgegenzuwirken, versuchen Chemiker, von Menschen produziertes CO2 als Rohstoff nutzbar zu machen.

 

erstellt von KK
eingestellt von AK - 1.05.18