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Die Umwandlung geschah, indem die Forscher Kobaltphthalocyanin (CoPc)-Molek\u00fcle nahmen und sie gleichm\u00e4\u00dfig auf Kohlenstoffnanor\u00f6hren verteilten, graphen\u00e4hnliche R\u00f6hren, die einzigartige elektrische Eigenschaften haben. Auf ihrer Oberfl\u00e4che befand sich eine Elektrolytl\u00f6sung, die es den CoPc-Molek\u00fclen erm\u00f6glichte, Elektronen aufzunehmen und sie zu nutzen, um Kohlendioxid in Methanol umzuwandeln, wenn sie von einem elektrischen Strom durchflossen wurden. <\/p>\n\n\n\n
Umgebung entscheidet \u00fcber Reaktion<\/h3>\n\n\n\n
Mithilfe einer speziellen Methode, die auf In-situ-Spektroskopie zur Visualisierung der chemischen Reaktion beruht, konnten die Forscher zum ersten Mal beobachten, wie sich diese Molek\u00fcle entweder in Methanol oder in Kohlenmonoxid umwandeln, was nicht das gew\u00fcnschte Produkt ist. Sie fanden heraus, dass die Umgebung, in der das Kohlendioxidmolek\u00fcl reagiert, dar\u00fcber entscheidet, welchen Weg die Reaktion nimmt.<\/p>\n\n\n\n
Die Abstimmung dieser Umgebung durch die Steuerung der Verteilung des CoPc-Katalysators auf der Oberfl\u00e4che der Kohlenstoffnanor\u00f6hrchen erm\u00f6glichte es, dass Kohlendioxid mit bis zu achtmal h\u00f6herer Wahrscheinlichkeit Methanol erzeugt, eine Entdeckung, die die Effizienz anderer katalytischer Prozesse erh\u00f6hen und weitreichende Auswirkungen auf andere Bereiche haben k\u00f6nnte, sagte Robert Baker, Mitautor der Studie und Professor f\u00fcr Chemie und Biochemie an der Ohio State University.<\/p>\n\n\n\n
\u201eWenn man Kohlendioxid in ein anderes Produkt umwandelt, gibt es viele verschiedene Molek\u00fcle, die man herstellen kann\u201c, sagte er. \u201eMethanol ist definitiv eines der begehrtesten, weil es eine so hohe Energiedichte hat und direkt als alternativer Kraftstoff verwendet werden kann. <\/p>\n\n\n\n
Reaktion vorher kaum beobachtet<\/h3>\n\n\n\n
Die Umwandlung von Abfallmolek\u00fclen in n\u00fctzliche Produkte ist zwar kein neues Ph\u00e4nomen, aber bisher konnten die Forscher oft nicht beobachten, wie die Reaktion tats\u00e4chlich abl\u00e4uft \u2013 eine entscheidende Erkenntnis, um den Prozess zu verbessern und verbessern zu k\u00f6nnen. <\/p>\n\n\n\n
\u201eWir k\u00f6nnen zwar empirisch optimieren, wie etwas funktioniert, aber wir wissen nicht wirklich, warum es funktioniert oder warum ein Katalysator besser funktioniert als ein anderer\u201c, sagt Baker, der sich auf Oberfl\u00e4chenchemie spezialisiert hat, also auf die Untersuchung der Ver\u00e4nderungen chemischer Reaktionen, wenn sie auf der Oberfl\u00e4che verschiedener Objekte ablaufen. \u201eDas sind sehr schwer zu beantwortende Fragen.<\/p>\n\n\n\n
Doch mit Hilfe spezieller Techniken und Computermodellierung ist das Team dem Verst\u00e4ndnis des komplexen Prozesses deutlich n\u00e4her gekommen. In dieser Studie verwendeten die Forscher eine neue Art der Schwingungsspektroskopie, die es ihnen erm\u00f6glichte zu sehen, wie sich Molek\u00fcle auf der Oberfl\u00e4che verhalten, sagte Quansong Zhu, der Hauptautor der Studie und ehemalige Ohio State Presidential Scholar, dessen anspruchsvolle Messungen f\u00fcr die Entdeckung entscheidend waren.<\/p>\n\n\n\n
\u201eWir konnten anhand der Schwingungssignaturen erkennen, dass es sich um dasselbe Molek\u00fcl in zwei verschiedenen Reaktionsumgebungen handelte\u201c, so Zhu. \u201eWir konnten zuordnen, dass eine dieser Reaktionsumgebungen f\u00fcr die Herstellung von Methanol verantwortlich war, das ein wertvoller fl\u00fcssiger Kraftstoff ist.\u201c<\/p>\n\n\n\n
Laut der Studie ergab eine genauere Analyse auch, dass diese Molek\u00fcle direkt mit \u00fcberladenen Teilchen, den so genannten Kationen, wechselwirkten, die den Prozess der Methanolbildung verst\u00e4rkten. <\/p>\n\n\n\n
Schl\u00fcssel zu einer effizienteren Methanol-Herstellung<\/h3>\n\n\n\n
Weitere Forschungen sind erforderlich, um mehr dar\u00fcber zu erfahren, was diese Kationen sonst noch erm\u00f6glichen, aber eine solche Erkenntnis ist der Schl\u00fcssel zu einer effizienteren Methode zur Herstellung von Methanol, so Baker. <\/p>\n\n\n\n
\u201eWir sehen Systeme, die sehr wichtig sind, und lernen Dinge \u00fcber sie, \u00fcber die man sich schon lange Gedanken gemacht hat\u201c, so Baker. \u201eDas Verst\u00e4ndnis der einzigartigen Chemie, die auf molekularer Ebene abl\u00e4uft, ist wirklich wichtig, um diese Anwendungen zu erm\u00f6glichen.Methanol, das aus erneuerbarem Strom hergestellt wird, ist nicht nur ein preiswerter Kraftstoff f\u00fcr Fahrzeuge wie Flugzeuge, Autos und Schiffe, sondern k\u00f6nnte auch zum Heizen und zur Stromerzeugung sowie f\u00fcr k\u00fcnftige chemische Entdeckungen genutzt werden.\u201c<\/p>\n\n\n\n
\u201eEs gibt eine Menge aufregender Dinge, die auf der Grundlage dessen, was wir hier gelernt haben, als N\u00e4chstes kommen k\u00f6nnen, und einige davon beginnen wir bereits gemeinsam zu tun\u201c, sagte Baker. \u201eDie Arbeit geht weiter.\u201c<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Chemiker arbeiten schon seit Jahren daran, hochwertige Materialien aus Abfallmolek\u00fclen zu synthetisieren. Jetzt konnte ein internationales Team von Wissenschaftlern zeigen, dass Kohlendioxid, ein Treibhausgas, auf hocheffiziente Weise in eine Art fl\u00fcssigen Kraftstoff \u2013 Methanol \u2013 umgewandelt werden kann. Die Umwandlung geschah, indem die Forscher Kobaltphthalocyanin (CoPc)-Molek\u00fcle nahmen und sie gleichm\u00e4\u00dfig auf Kohlenstoffnanor\u00f6hren verteilten, graphen\u00e4hnliche R\u00f6hren, […]<\/p>\n","protected":false},"author":59,"featured_media":148889,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_seopress_robots_primary_cat":"none","nova_meta_subtitle":"Mithilfe einer speziellen Methode konnten die Forscher zum ersten Mal beobachten, wie sich diese Molek\u00fcle entweder in Methanol oder in Kohlenmonoxid umwandeln","footnotes":""},"categories":[5571],"tags":[10744,12979,11841,13718,12367,10743],"supplier":[420],"class_list":["post-148872","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-co2-based","tag-carboncapture","tag-kraftstoff","tag-kreislaufwirtschaft","tag-methanol","tag-treibstoffe","tag-useco2","supplier-ohio-state-university"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/148872","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/users\/59"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=148872"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/148872\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/media\/148889"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=148872"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=148872"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=148872"},{"taxonomy":"supplier","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/supplier?post=148872"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}