{"id":115031,"date":"2022-09-12T07:35:00","date_gmt":"2022-09-12T05:35:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=115031"},"modified":"2022-09-07T15:01:51","modified_gmt":"2022-09-07T13:01:51","slug":"effiziente-kohlendioxidreduktion-unter-sichtbarem-licht-mit-einem-neuartigen-kostengunstigen-katalysator","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/effiziente-kohlendioxidreduktion-unter-sichtbarem-licht-mit-einem-neuartigen-kostengunstigen-katalysator\/","title":{"rendered":"Effiziente Kohlendioxidreduktion unter sichtbarem Licht mit einem neuartigen, kosteng\u00fcnstigen Katalysator"},"content":{"rendered":"\n

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Das Kohlendioxid (CO2<\/sub>), das bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe in die Atmosph\u00e4re gelangt, ist eine der Hauptursachen f\u00fcr die globale Erw\u00e4rmung. Eine M\u00f6glichkeit, dieser wachsenden Bedrohung zu begegnen, ist die Entwicklung von CO2<\/sub>-Reduktionstechnologien, die CO2<\/sub> in n\u00fctzliche Chemikalien wie CO und Ameisens\u00e4ure (HCOOH) umwandeln. Photokatalytische CO2<\/sub>-Reduktionssysteme nutzen sichtbares oder ultraviolettes Licht zur CO2<\/sub>-Reduktion, \u00e4hnlich wie Pflanzen das Sonnenlicht zur Photosynthese nutzen. In den letzten Jahren haben Wissenschaftler viele hochentwickelte Photokatalysatoren auf der Grundlage von metallorganischen Ger\u00fcsten und Koordinationspolymeren (CPs) vorgestellt. Leider erfordern die meisten von ihnen entweder eine komplexe Behandlung und Modifizierung nach der Synthese oder sie werden aus Edelmetallen hergestellt.<\/p>\n\n\n\n

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Diese wissenschaftliche Illustration der Studie wurde als Titelbild in ACS Catalysis ausgew\u00e4hlt.<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

In einer k\u00fcrzlich in ACS Catalysis<\/em> ver\u00f6ffentlichten Studie hat ein japanisches Forscherteam einen Weg gefunden, diese Herausforderungen zu \u00fcberwinden. Unter der Leitung von Specially Appointed Assistant Professor Yoshinobu Kamakura und Professor Kazuhiko Maeda vom Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech) entwickelte das Team einen neuartigen Photokatalysator f\u00fcr die CO2<\/sub>-Reduktion, der auf einem CP mit Blei-Schwefel-Bindungen (Pb-S) basiert. Der neuartige CP mit der Bezeichnung KGF-9 besteht aus einer unendlichen (-Pb-S-)n<\/sub>-Struktur mit Eigenschaften, die sich von allen anderen bekannten Photokatalysatoren unterscheiden.<\/p>\n\n\n\n

KGF-9 hat zum Beispiel keine Poren oder Hohlr\u00e4ume, was bedeutet, dass es eine geringe Oberfl\u00e4che hat. Trotzdem erreicht es eine spektakul\u00e4re Photoreduktionsleistung. Unter Bestrahlung mit sichtbarem Licht bei 400 nm zeigte KGF-9 eine scheinbare Quantenausbeute (Produktausbeute pro absorbiertem Photon) von 2,6 % und eine Selektivit\u00e4t von \u00fcber 99 % bei der Reduktion von CO2<\/sub> zu Formiat (HCOO–<\/sup>). “Diese Werte sind die h\u00f6chsten, die bisher f\u00fcr einen edelmetallfreien, einkomponentigen Photokatalysator zur Reduktion von CO2<\/sub> zu HCOO–<\/sup> berichtet wurden”,<\/sup> betont Prof. Maeda. “Unsere Arbeit k\u00f6nnte Aufschluss \u00fcber das Potenzial nicht-por\u00f6ser CPs als Bausteine f\u00fcr photokatalytische CO2<\/sub>-Umwandlungssysteme geben.”<\/p>\n\n\n\n

Zus\u00e4tzlich zu seiner bemerkenswerten Leistung ist KGF-9 im Vergleich zu anderen Photokatalysatoren einfacher zu synthetisieren und zu verwenden. Da die aktiven Pb-Stellen (an denen die CO2<\/sub>-Reduktion stattfindet) bereits auf seiner Oberfl\u00e4che “installiert” sind, ben\u00f6tigt KGF-9 keinen Cokatalysator, wie z. B. Metall-Nanopartikel oder Metallkomplexe. Dar\u00fcber hinaus sind keine weiteren Modifikationen nach der Synthese erforderlich, um bei Raumtemperatur und unter Beleuchtung mit sichtbarem Licht zu funktionieren.<\/p>\n\n\n\n

Das Team der Tokyo Tech erforscht bereits neue Strategien, um die Oberfl\u00e4che von KGF-9 zu vergr\u00f6\u00dfern und seine Leistung weiter zu steigern. Als erster Photokatalysator mit Pb(II) als aktivem Zentrum stehen die Chancen gut, dass KGF-9 den Weg zu einer wirtschaftlicheren CO2<\/sub>-Reduktion ebnen wird. Das Forscherteam kommt zu dem Schluss, dass dies der Fall ist: “Wir glauben, dass unsere Studie eine noch nie dagewesene M\u00f6glichkeit f\u00fcr die Entwicklung einer neuen Klasse von kosteng\u00fcnstigen Photokatalysatoren f\u00fcr die CO2<\/sub>-Reduktion bietet, die aus Elementen bestehen, die in der Erde reichlich vorhanden sind.”<\/p>\n\n\n\n

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