Nature Catalysis<\/em> ver\u00f6ffentlicht wurde<\/a>. Der ehemalige Postdoc Yu-Ming Tu und der Postdoc Cody Ritt sind ebenfalls Autoren der Studie.<\/p>\n\n\n\nMethan einfangen<\/h3>\n\n\n\n
Methan wird von Bakterien, den so genannten Methanogenen, produziert, die h\u00e4ufig in Deponien, S\u00fcmpfen und anderen Orten mit verrottender Biomasse in hoher Konzentration vorkommen. Die Landwirtschaft ist eine wichtige Methanquelle, und Methangas entsteht auch als Nebenprodukt bei der Bef\u00f6rderung, Lagerung und Verbrennung von Erdgas. Insgesamt wird angenommen, dass es f\u00fcr etwa 15 Prozent des globalen Temperaturanstiegs verantwortlich ist.<\/p>\n\n\n\n
Auf molekularer Ebene besteht Methan aus einem einzigen Kohlenstoffatom, das an vier Wasserstoffatome gebunden ist. Theoretisch sollte dieses Molek\u00fcl ein guter Baustein f\u00fcr die Herstellung n\u00fctzlicher Produkte wie z.B. Polymere sein. Die Umwandlung von Methan in andere Verbindungen hat sich jedoch als schwierig erwiesen, da f\u00fcr die Reaktion mit anderen Molek\u00fclen normalerweise hohe Temperaturen und hohe Dr\u00fccke erforderlich sind.<\/p>\n\n\n\n
Um die Umwandlung von Methan ohne diesen Energieaufwand zu erreichen, entwickelte das MIT-Team einen Hybridkatalysator mit zwei Komponenten: einem Zeolith und einem nat\u00fcrlich vorkommenden Enzym. Zeolithe sind h\u00e4ufig vorkommende, kosteng\u00fcnstige ton\u00e4hnliche Mineralien, und fr\u00fchere Arbeiten haben gezeigt, dass sie als Katalysator f\u00fcr die Umwandlung von Methan in Kohlendioxid eingesetzt werden k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n
In dieser Studie verwendeten die Forscher ein Zeolith namens eisenmodifiziertes Aluminiumsilikat, das mit einem Enzym namens Alkoholoxidase gepaart wurde. Bakterien, Pilze und Pflanzen nutzen dieses Enzym, um Alkohole zu oxidieren.<\/p>\n\n\n\n
Dieser Hybridkatalysator f\u00fchrt eine zweistufige Reaktion durch, bei der der Zeolith Methan in Methanol umwandelt und das Enzym anschlie\u00dfend Methanol in Formaldehyd umwandelt. Bei dieser Reaktion entsteht auch Wasserstoffperoxid, das in den Zeolith zur\u00fcckgef\u00fchrt wird, um eine Sauerstoffquelle f\u00fcr die Umwandlung von Methan in Methanol zu schaffen.<\/p>\n\n\n\n
Diese Reihe von Reaktionen kann bei Raumtemperatur ablaufen und erfordert keinen hohen Druck. Die Katalysatorteilchen sind in Wasser suspendiert, das das Methan aus der Umgebungsluft aufnehmen kann. F\u00fcr zuk\u00fcnftige Anwendungen stellen sich die Forscher vor, dass sie auf Oberfl\u00e4chen aufgetragen werden k\u00f6nnten.<\/p>\n\n\n\n
“Andere Systeme arbeiten mit hohen Temperaturen und hohem Druck, und sie verwenden Wasserstoffperoxid, eine teure Chemikalie, um die Methanoxidation voranzutreiben. Aber unser Enzym produziert Wasserstoffperoxid aus Sauerstoff, daher denke ich, dass unser System sehr kosteng\u00fcnstig und skalierbar sein k\u00f6nnte”, sagt Kim.<\/p>\n\n\n\n
Aufbau von Polymeren<\/h3>\n\n\n\n
Sobald Formaldehyd hergestellt ist, konnten die Forscher zeigen, dass sie dieses Molek\u00fcl zur Herstellung von Polymeren verwenden k\u00f6nnen, indem sie Harnstoff hinzuf\u00fcgen, ein stickstoffhaltiges Molek\u00fcl, das im Urin vorkommt. Dieses harz\u00e4hnliche Polymer, bekannt als Harnstoff-Formaldehyd, wird heute in Spanplatten, Textilien und anderen Produkten verwendet.<\/p>\n\n\n\n
Die Forscher stellen sich vor, dass dieser Katalysator in Rohre f\u00fcr den Erdgastransport eingebaut werden k\u00f6nnte. In diesen Rohren k\u00f6nnte der Katalysator ein Polymer erzeugen, das als Dichtungsmittel zum Verschlie\u00dfen von Rissen in den Rohren dienen k\u00f6nnte, die eine h\u00e4ufige Ursache f\u00fcr das Austreten von Methan sind. Der Katalysator k\u00f6nnte auch als Film aufgetragen werden, um Oberfl\u00e4chen zu beschichten, die Methangas ausgesetzt sind, und dabei Polymere erzeugen, die f\u00fcr die Verwendung in der Produktion gesammelt werden k\u00f6nnten, so die Forscher.<\/p>\n\n\n\n
Stranos Labor arbeitet derzeit an Katalysatoren, die zur Entfernung von Kohlendioxid aus der Atmosph\u00e4re und dessen Verbindung mit Nitrat zur Herstellung von Harnstoff eingesetzt werden k\u00f6nnten. Dieser Harnstoff k\u00f6nnte dann mit dem durch den Zeolith-Enzym-Katalysator erzeugten Formaldehyd gemischt werden, um Harnstoff-Formaldehyd zu erzeugen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Obwohl es weniger h\u00e4ufig vorkommt als Kohlendioxid, tr\u00e4gt Methangas unverh\u00e4ltnism\u00e4\u00dfig stark zur globalen Erw\u00e4rmung bei, da es aufgrund seiner Molekularstruktur mehr W\u00e4rme in der Atmosph\u00e4re speichert als Kohlendioxid. Chemieingenieure des MIT haben nun einen neuen Katalysator entwickelt, mit dem Methan in n\u00fctzliche Polymere umgewandelt werden kann, was zur Verringerung der Treibhausgasemissionen beitragen k\u00f6nnte. “Die Frage, […]<\/p>\n","protected":false},"author":59,"featured_media":155303,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_seopress_robots_primary_cat":"none","nova_meta_subtitle":"Chemieingenieure des MIT haben einen Weg gefunden, Methan abzuscheiden und in Polymere umzuwandeln","footnotes":""},"categories":[5572],"tags":[12257,25364,15124,11841,13385],"supplier":[1936],"class_list":["post-155299","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-bio-based","tag-biopolymere","tag-erdgastransport","tag-katalysator","tag-kreislaufwirtschaft","tag-methan","supplier-massachusetts-institute-of-technology"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/155299","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=155299"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/155299\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/media\/155303"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=155299"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=155299"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=155299"},{"taxonomy":"supplier","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/supplier?post=155299"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}
![\"\"](\"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2024\/12\/6752ca5a16766_3dzDHrVvb-1024x502.webp\")