{"id":125368,"date":"2023-04-18T07:32:00","date_gmt":"2023-04-18T05:32:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=125368"},"modified":"2023-04-13T12:46:58","modified_gmt":"2023-04-13T10:46:58","slug":"vom-treibhausgas-zum-mehrwertprodukt","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/vom-treibhausgas-zum-mehrwertprodukt\/","title":{"rendered":"Vom Treibhausgas zum Mehrwertprodukt"},"content":{"rendered":"\n

<\/h2>\n\n\n\n\n\n
\"Dogukan
Dogukan Apaydin, Dominik Eder und Hannah Rabl (von links) \u00a9 Dogukan Apaydin \/ TU Wien<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Wer an CO2<\/sub>\u00a0denkt, dem kommen vermutlich schnell Begriffe wie\u00a0klimasch\u00e4dlich<\/em>\u00a0oder\u00a0Abfallprodukt<\/em>\u00a0in den Sinn. W\u00e4hrend CO2<\/sub>\u00a0das lange war \u2013 ein reines Abfallprodukt \u2013 werden immer mehr Verfahren entwickelt, mit denen sich das Treibhausgas in wertvolle Rohstoffe umwandeln l\u00e4sst. Die Chemie spricht dann von \u201evalue-added chemicals\u201c. Ein neues Material, mit dem dies m\u00f6glich ist, wurde an der TU Wien entwickelt und k\u00fcrzlich in der Fachzeitschrift \u201eCommunications Chemistry<\/em>\u201c vorgestellt<\/a><\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

Die Forschungsgruppe um Prof. Dominik Eder entwickelte ein neues Material mit dem die Umwandlung von CO2<\/sub> erleichtert wird. Dabei handelt es sich um MOCHAs \u2013 das sind metallorganische Chalkogenolat-Verbindungen, die als Katalysatoren dienen. Das Ergebnis der elektrochemischen Umwandlung ist Synthesegas, kurz Syngas, das einen wichtigen Rohstoff f\u00fcr die chemische Industrie darstellt.<\/p>\n\n\n\n

CO2<\/sub> wird zu Synthesegas<\/h3>\n\n\n\n

Syngas ist ein Gemisch aus Kohlenmonoxid (CO), Wasserstoff (H2<\/sub>) sowie weiteren Gasen und wird als Grundstoff f\u00fcr andere Stoffe verwendet. Eines der wichtigsten Anwendungsfelder ist die D\u00fcngemittelproduktion, bei der aus Synthesegas Ammoniak hergestellt wird. Es kann aber auch f\u00fcr die Produktion von Kraftstoffen wie Diesel oder f\u00fcr die Herstellung von Methanol verwendet werden, welches Einsatz in Brennstoffzellen findet. Da die Gewinnung von CO2<\/sub> aus der Atmosph\u00e4re recht energieaufw\u00e4ndig ist, bietet es sich an, CO2<\/sub>\u00a0aus Industrieanlagen zu entnehmen. Von dort kann es folglich als Ausgangsmaterial f\u00fcr diverse Chemikalien dienen.<\/p>\n\n\n\n

Bisherige Methoden erfordern jedoch hohe Temperaturen und Druck sowie teure Katalysatoren. Daher suchten die Wiener Forscher_innen nach Katalysatoren, mit denen sich auch bei niedrigen Temperaturen und Umgebungsdruck Syngas herstellen l\u00e4sst. <\/p>\n\n\n\n

\u201eMOCHAs funktionieren anders als die bislang verwendeten Katalysatoren: Anstelle von W\u00e4rme wird Strom zugef\u00fchrt, um den Katalysator zu aktivieren und die Umwandlung von CO2<\/sub>\u00a0in Synthesegas anzusto\u00dfen\u201c, erkl\u00e4rt Junior Group Leader\u00a0Dogukan Apaydin<\/strong>, der in der Forschungsgruppe federf\u00fchrend an Methoden der CO2<\/sub>-Umwandlung forscht.<\/p><\/blockquote>\n\n\n\n

MOCHAs als Probleml\u00f6ser<\/h3>\n\n\n\n

MOCHAs bilden eine Materialklasse die vor knapp 20 Jahren entwickelt wurden, bislang jedoch keine Anwendung gefunden haben. An Bekanntheit gewannen die organisch-anorganischen Hybridmaterialien daher erst in den letzten Jahren. Die TU-Forschenden erkannten das Potenzial von MOCHAs als Katalysatoren und f\u00fchrten damit erstmals Experimente durch. Sie standen jedoch vor einigen Problemen: Denn bisherige Synthese-Methoden ergaben nur geringe Produktmengen und ben\u00f6tigten viel Zeit. <\/p>\n\n\n\n

\u201eMithilfe unserer Synthesemethode gelang es uns, die Produktmenge deutlich zu erh\u00f6hen und die Dauer von 72 auf f\u00fcnf Stunden zu verk\u00fcrzen\u201c, erkl\u00e4rt Apaydin<\/strong> das neuartige Herstellungsverfahren f\u00fcr MOCHAs.<\/p><\/blockquote>\n\n\n\n

Erste Tests zeigten, dass die katalytische Leistung von MOCHAs bei der Herstellung von Synthesegas aus CO2<\/sub>vergleichbar ist mit den bisher etablierten Katalysatoren. Dar\u00fcber hinaus ben\u00f6tigen sie viel weniger Energie, da die gesamte Reaktion bei Raumtemperatur durchgef\u00fchrt werden kann. Au\u00dferdem erweisen sich MOCHAs als \u00e4u\u00dferst stabil. Sie lassen sich in verschiedenen L\u00f6sungsmitteln, bei verschiedenen Temperaturen oder unter verschiedenen pH-Bedingungen einsetzen und behalten ihre Form auch nach der Katalyse bei.<\/p>\n\n\n\n

Dennoch gibt es einige Parameter, an denen das Team rund um Dogukan Apaydin und der Doktorandin Hannah Rabl weiterhin forscht. Verwendet man die gleichen Elektroden mehrmals, um Energie in Form von Strom zuzuf\u00fchren, zeigt sich ein leichter R\u00fcckgang der Leistung. Wie die Verbindung zwischen MOCHAs und Elektroden weiter verbessert werden kann, um diesem Leistungsr\u00fcckgang vorzubeugen, wird nun in Langzeitexperimenten erforscht. <\/p>\n\n\n\n

\u201eNoch befinden wir uns in einem fr\u00fchen Stadium der Anwendung\u201c, gibt Dogukan Apaydin zu bedenken. \u201eIch vergleiche dies gerne mit Solaranlagen, die vor 30 Jahren deutlich aufw\u00e4ndiger und teurer in der Herstellung waren als heute. Mit der passenden Infrastruktur und politischem Willen k\u00f6nnen aber auch MOCHAs k\u00fcnftig einen breiten Einsatz bei der Umwandlung von CO2<\/sub>\u00a0in Synthesegas finden und so ihren Beitrag zum Klimaschutz leisten\u201c, ist sich Apaydin<\/strong> sicher.<\/p><\/blockquote>\n\n\n\n

Originalpublikation<\/h3>\n\n\n\n

Rabl, H., Myakala, S.N., Rath, J., \u2026 Apaydin, D. H., Eder, D.\u00a0Microwave-assisted synthesis of metal-organic chalcogenolate assemblies as electrocatalysts for syngas production.\u00a0Commun Chem<\/em> 6, 43 (2023).\u00a0doi.org\/10.1038\/s42004-023-00843-3, \u00f6ffnet eine externe URL in einem neuen Fenster<\/a><\/p>\n\n\n\n

Kontakt<\/h3>\n\n\n\n

Dr. Dogukan Hazar Apaydin
Technische Universit\u00e4t Wien
Forschungsgruppe Molekulare Materialchemie<\/a>
Tel.: +43 1 58801 165209
E-Mail: dogukan.apaydin@tuwien.ac.at<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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