{"id":156648,"date":"2025-01-22T07:05:00","date_gmt":"2025-01-22T06:05:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=156648"},"modified":"2025-01-16T15:36:09","modified_gmt":"2025-01-16T14:36:09","slug":"anorganische-und-biokatalysatoren-reduzieren-gemeinsam-co2","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/anorganische-und-biokatalysatoren-reduzieren-gemeinsam-co2\/","title":{"rendered":"Anorganische und Biokatalysatoren reduzieren gemeinsam CO2"},"content":{"rendered":"\n\n
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\"Erstautorin
Erstautorin Panpan Wang hat im Labor die Katalysekaskade getestet. \u00a9<\/strong> RUB, Marquard<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Um aus CO2<\/sub> wertvolle Stoffe zur\u00fcckzugewinnen, muss es in vielen einzelnen Schritten reduziert werden. Nutzt man daf\u00fcr die Elektrokatalyse, bilden sich dabei viele potenziell verschiedene Molek\u00fcle, die man nicht unbedingt nutzen kann. Biokatalysatoren dagegen sind selektiv und stellen nur ein Produkt her \u2013 daf\u00fcr sind sie aber auch sehr empfindlich. Ein internationales Forschungsteam um Prof. Dr. Wolfgang Schuhmann vom Zentrum f\u00fcr Elektrochemie der Ruhr-Universit\u00e4t Bochum und Dr. Felipe Conzuelo von der Universidade Nova de Lisboa hat eine hybride Katalysekaskade entwickelt, die sich die Vorteile beider Verfahren zunutze macht. Die Forschenden berichten in der Zeitschrift \u201eAngewandte Chemie<\/em>\u201c vom 23. Dezember 2024<\/a>. <\/strong><\/p>\n\n\n\n

Vor- und Nachteile der Elektro- und Biokatalyse<\/h3>\n\n\n\n

Methanol geh\u00f6rt zu den Stoffen, die man gerne aus klimasch\u00e4dlichem CO2<\/sub> gewinnen w\u00fcrde. Es dient vielfach als Syntheserohstoff in der Chemischen Industrie. <\/p>\n\n\n\n

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\u201eUm zu Methanol zu gelangen, braucht es viele Schritte der Reduktion, denn Kohlenstoffdioxid ist die h\u00f6chstoxidierte Form des Kohlenstoffs\u201c, erkl\u00e4rt Wolfgang Schuhmann<\/strong>. <\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

Die Elektrokatalyse ist in der Lage, diese Schritte einzuleiten. Aber w\u00e4hrend sie im ersten Schritt noch selektiv ist, verzweigt sich der Reaktionspfad danach, und es entstehen bis zu 16 verschiedene Produkte, nicht unbedingt Methanol. Anders liegt der Fall bei Biokatalysatoren: Diese nat\u00fcrlichen Enzyme katalysieren nur genau eine Reaktion und liefern daher nur ein Endprodukt. Daf\u00fcr sind sie aber kompliziert zu handhaben, sehr empfindlich oder ben\u00f6tigen Kofaktoren f\u00fcr die Reaktion.<\/p>\n\n\n\n

Beide Verfahren verheiraten<\/h3>\n\n\n\n

Um die Vorteile beider Verfahren zu kombinieren, verheiratete das Team um die Erstautorinnen Panpan Wang und Xin Wang die Elektro- und die Biokatalyse. W\u00e4hrend der erste Reaktionsschritt von CO2<\/sub> zu Formiat elektrokatalytisch abl\u00e4uft, werden der zweite und dritte Schritt durch die Formaldehyd-Dehydrogenase und Alkohol-Dehydrogenase katalysiert. Diese Enzyme ben\u00f6tigen als Kofaktor NAD (Nikotinamid-Adenin-Dinukleotid), das sich durch die Katalyse verbraucht und regeneriert werden muss. Diese Regeneration gelingt durch ein drittes Enzym. Schlie\u00dflich entsteht so der Wertstoff Methanol. <\/p>\n\n\n\n

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\u201eDie Arbeit belegt, dass solche hybriden Kaskaden prinzipiell m\u00f6glich sind und komplexe, vielschrittige Reaktionen selektiv m\u00f6glich machen\u201c, fasst Wolfgang Schuhmann<\/strong> zusammen. <\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n

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\"Das
Das Bochumer Autorenteam Panpan Wang, Thomas Quast, Shubhadeep Chandra und Wolfgang Schuhmann (von links). \u00a9<\/strong> RUB<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

F\u00f6rderung<\/h3>\n\n\n\n

Die Arbeiten wurden finanziell unterst\u00fctzt durch den Europ\u00e4ischen Forschungsrat ERC im Rahmen des Forschungs- und Innovationsprogramms Horizon 2020 der Europ\u00e4ischen Union (CasCat 833408) und FCT \u2013 Fundacao para a Ciencia e a Tecnologia (2022.07024.PTDC).<\/p>\n\n\n\n

Originalver\u00f6ffentlichung<\/h3>\n\n\n\n

Panpan Wang, Xin Wang, Shubhadeep Chandra, Anna Lielpetere, Thomas Quast, Felipe Conzuelo, Wolfgang Schuhmann: Hybrid Enzyme-Electrocatalyst Cascade Modified Gas-Diffusion Electrodes for Methanol Formation from Carbon Dioxide, in: Angewandte Chemie, 2024<\/em>, DOI: 10.1002\/anie.202422882<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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