{"id":143621,"date":"2024-05-08T07:15:00","date_gmt":"2024-05-08T05:15:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=143621"},"modified":"2024-05-06T13:55:51","modified_gmt":"2024-05-06T11:55:51","slug":"kohlendioxid-in-nutzliche-chemikalien-verwandeln","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/kohlendioxid-in-nutzliche-chemikalien-verwandeln\/","title":{"rendered":"Kohlendioxid in n\u00fctzliche Chemikalien verwandeln"},"content":{"rendered":"\n\n\n

K\u00fcnstliche Photosynthese ist das Thema einer Nachwuchsgruppe am Institut f\u00fcr Chemie. Die Forschenden wollen edelmetallfreie Katalysatormaterialien entwickeln, um Kohlendioxid mit Hilfe von Sonnenlicht weiterzuverarbeiten.<\/strong><\/p>\n\n\n

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\"Lars
Lars Mohrhusen will in seiner BMBF-Nachwuchsgruppe neue Katalysatoren zur Umwandlung von Kohlendioxid entwickeln. Die Katalysatorproben (hier: das quadratische graue Pl\u00e4ttchen in der Mitte der Halterung) werden in Vakuumkammern mit verschiedenen Analysemethoden untersucht. \u00a9 Universit\u00e4t Oldenburg \/ Marcus Windus<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Die Kraft der Sonne zu nutzen, um das Treibhausgas Kohlendioxid in n\u00fctzliche Chemikalien zu verwandeln \u2013 das ist das Ziel einer neuen Nachwuchsgruppe an der Universit\u00e4t Oldenburg. Das internationale Team um den Chemiker Dr. Lars Mohrhusen verfolgt dabei einen besonders nachhaltigen Ansatz: Die Forschenden planen, edelmetallfreie Katalysatoren zu entwickeln, die das eher reaktionstr\u00e4ge Treibhausgas mit Hilfe von Sonnenlicht chemisch aktivieren. Das Bundesforschungsministerium (BMBF) f\u00f6rdert das Vorhaben Su2nCat-CO2<\/sub> in den n\u00e4chsten sechs Jahren mit rund 2,6 Millionen Euro in der F\u00f6rderrichtlinie SINATRA (Nachwuchsgruppen f\u00fcr \u201eK\u00fcnstliche Photosynthese\u201c und \u201eNutzung alternativer Rohstoffe zur Wasserstofferzeugung\u201c).<\/p>\n\n\n\n

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\u201eDie Arbeit der neuen Nachwuchsgruppe zielt darauf ab, g\u00fcnstige und langfristig stabile Materialien zu finden, um derzeit verwendete Edelmetall-Katalysatoren zu ersetzen. Die F\u00f6rderzusage des BMBF w\u00fcrdigt die gro\u00dfe interdisziplin\u00e4re Kompetenz der Universit\u00e4t Oldenburg in den Bereichen Katalyse und Nanomaterialien und unterstreicht die gro\u00dfe Bedeutung dieser Forschung f\u00fcr die Gesellschaft\u201c, sagt Prof. Dr. Ralph Bruder, Pr\u00e4sident der Universit\u00e4t Oldenburg<\/strong>.<\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

Katalysatoren ohne Edelmetalle<\/h3>\n\n\n\n

In seinem Projekt will Mohrhusen mit seiner Gruppe Katalysatormaterialien auf Basis gut verf\u00fcgbarer und g\u00fcnstiger Inhaltsstoffe wie beispielsweise Titandioxid entwickeln. Ziel ist es, das Treibhausgas Kohlendioxid mit m\u00f6glichst wenig Energieaufwand in Stoffe wie Methan, Methanol oder Formaldehyd zu verwandeln, die von der chemischen Industrie etwa zu Kunststoffen oder synthetischen Treibstoffen weiterverarbeitet werden k\u00f6nnen. <\/p>\n\n\n\n

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\u201eBisher werden f\u00fcr die Umwandlung von Stoffen wie Kohlendioxid meist edelmetallhaltige Katalysatoren verwendet, die oft bei hohem Druck und hohen Temperaturen eingesetzt werden\u201c, erl\u00e4utert Mohrhusen<\/strong>. <\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n

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\"Eine
Eine Anlage mit Vakuumkammern, um die n\u00f6tigen Tests durchzuf\u00fchren, hat der Chemiker w\u00e4hrend seiner Promotion aufgebaut. \u00a9 Universit\u00e4t Oldenburg \/ Marcus Windus<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Neben dem gro\u00dfen Energieaufwand f\u00fcr die richtigen Reaktionsbedingungen h\u00e4tten diese Materialien den Nachteil, oft teuer und zudem nicht besonders langlebig zu sein. So k\u00f6nnen beispielsweise Verunreinigungen das Katalysatormaterial leicht \u201evergiften\u201c, so dass es mit der Zeit weniger aktiv wird.<\/p>\n\n\n\n

Im Projekt will das Team um Mohrhusen zwei unterschiedliche Modellsysteme von hybriden Katalysatormaterialien untersuchen. Zum einen sollen Kombinationen aus Titandioxid mit Halbmetall-Nanopartikeln hergestellt werden, zum anderen organische Strukturen an Oxidoberfl\u00e4chen. Anschlie\u00dfend wollen die Forschenden diese Systeme mit unterschiedlichen Verfahren mikroskopisch genau charakterisieren, was meist Ultrahochvakuumbedingungen erfordert. In beiden F\u00e4llen handelt es sich um sogenannte Photokatalysatoren, also Katalysatoren, die durch Licht katalytisch aktiv werden: Die Sonnenstrahlung erzeugt in dem Material Ladungstr\u00e4ger \u2013 negativ geladene Elektronen und positiv geladene, bewegliche Fehlstellen, sogenannte L\u00f6cher. Diese k\u00f6nnen anschlie\u00dfend chemisch mit Kohlendioxid reagieren. <\/p>\n\n\n\n

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\u201eAnhand dieser Modellkatalysatoren wollen wir auf atomarer Ebene im Detail verstehen, welche Materialeigenschaften zur Reaktivit\u00e4t, aber auch zur Stabilit\u00e4t der Systeme beitragen\u201c, sagt Mohrhusen<\/strong>. Dies sei unter technischen Bedingungen in gro\u00dfen Reaktoren oft nicht ohne weiteres m\u00f6glich.<\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

Tests in Mikroreaktoren<\/h3>\n\n\n\n

In einem dritten Teilprojekt will das Team Mikro-Testreaktoren entwickeln, um die Modellkatalysatoren unter realistischeren Bedingungen zu testen. Dabei werden die Materialien in einer speziellen Kammer mit einer Gasmischung \u2013 etwa aus Kohlendioxid, Wasserstoff und Wasser \u2013 in Kontakt gebracht und gleichzeitig mit Licht bestrahlt. W\u00e4hrenddessen analysieren die Forschenden die Entstehung der Reaktionsprodukte. Etwaige strukturelle Ver\u00e4nderungen der Katalysatormaterialien durch die Reaktion k\u00f6nnen sie auch nach Ende der Tests untersuchen.<\/p>\n\n\n\n

Mohrhusen studierte Chemie an der Universit\u00e4t Oldenburg, wo er 2014 seinen Bachelor- und 2016 seinen Masterabschluss erwarb. 2021 promovierte er in Oldenburg bei Prof. Dr. Katharina Al-Shamery in der Arbeitsgruppe Nanophotonik und Grenzfl\u00e4chenchemie. W\u00e4hrend seiner PostDoc-Phase forschte er insgesamt etwa drei Jahre an der Harvard University (USA) und der Universit\u00e4t Aarhus (D\u00e4nemark).<\/p>\n\n\n\n

Als assoziierte Partner begleiten die Universit\u00e4t Erlangen-N\u00fcrnberg, die Universit\u00e4t Leiden (Niederlande), die Universit\u00e4t Aarhus (D\u00e4nemark), die University of Florida (USA) und die Unternehmen Evonik und Leiden Probe Microscopy Mohrhusens Vorhaben. Mit Nachwuchsgruppen f\u00f6rdert das BMBF fortgeschrittene Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auf dem Weg zur Professur oder einer anderen wissenschaftlichen Leitungsfunktion.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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