{"id":159593,"date":"2025-03-12T07:05:00","date_gmt":"2025-03-12T06:05:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=159593"},"modified":"2025-03-07T13:16:27","modified_gmt":"2025-03-07T12:16:27","slug":"was-ware-wenn-wir-kohlendioxidabfalle-wiederbeleben-konnten","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/was-ware-wenn-wir-kohlendioxidabfalle-wiederbeleben-konnten\/","title":{"rendered":"Was w\u00e4re, wenn wir Kohlendioxidabf\u00e4lle wiederbeleben k\u00f6nnten?"},"content":{"rendered":"\n\n\n

Da die Schwere des Klimawandels und die Kohlenstoffemissionen zu einem globalen Problem werden, werden dringend Technologien zur Umwandlung von Kohlendioxid<\/a> (CO\u2082) in Ressourcen wie chemische Brennstoffe und Verbindungen ben\u00f6tigt. Das Forschungsteam von Dr. Dahee Park von der Forschungsabteilung f\u00fcr Nanomaterialien am Korea Institute of Materials Science (KIMS) hat in Zusammenarbeit mit dem Team von Professor Jeong-Young Park vom Fachbereich Chemie am KAIST eine Katalysatortechnologie entwickelt, die die Effizienz der Umwandlung von Kohlendioxid (CO2<\/sub>) erheblich steigert.<\/strong><\/p>\n\n\n

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Schematische Darstellung der verbesserten CO2<\/sub>-Umwandlungsreaktion, die durch die Synergieeffekte von Dual-Single-Atom-Katalysatoren erreicht wird \u00a9 Korea Institute of Materials Science (KIMS)<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Herk\u00f6mmliche Technologien zur Umwandlung von Kohlendioxid (CO2<\/sub>) haben aufgrund ihrer geringen Effizienz im Verh\u00e4ltnis zum hohen Energieverbrauch Probleme bei der Kommerzialisierung. Insbesondere Ein-Atom-Katalysatoren (SAC) leiden unter komplexen Syntheseprozessen und Schwierigkeiten bei der Aufrechterhaltung einer stabilen Bindung mit Metalloxidtr\u00e4gern, die f\u00fcr die Stabilisierung der Katalysatorpartikel und die Verbesserung der Haltbarkeit entscheidend sind. Infolgedessen war die Leistung dieser Katalysatoren bisher begrenzt.<\/p>\n\n\n\n

Um diese Einschr\u00e4nkungen zu \u00fcberwinden, entwickelte das Forschungsteam Technologien f\u00fcr Einzel- und Doppel-Einzelatom-Katalysatoren (DSAC) und f\u00fchrte ein vereinfachtes Verfahren zur Verbesserung der Katalysatoreffizienz ein. Dabei werden die elektronischen Wechselwirkungen zwischen den Metallen in den Dual-Single-Atom-Katalysatoren (DSAC) genutzt, wodurch im Vergleich zu bestehenden Technologien h\u00f6here Umwandlungsraten und eine ausgezeichnete Selektivit\u00e4t (die F\u00e4higkeit eines Katalysators, die Produktion der gew\u00fcnschten Produkte zu steuern) erzielt werden.<\/p>\n\n\n\n

Diese Technologie beruht auf einem Katalysatordesignansatz, der die Sauerstoffl\u00fccken und Defektstrukturen in Metalloxidtr\u00e4gern pr\u00e4zise steuert und so die Effizienz und Selektivit\u00e4t von Kohlendioxid (CO2<\/sub>)-Umwandlungsreaktionen erheblich verbessert. Sauerstoffleerstellen erleichtern die Adsorption von CO2<\/sub> an der Katalysatoroberfl\u00e4che, w\u00e4hrend Katalysatoren mit einem oder zwei Einzelatomen die Adsorption von Wasserstoff (H2<\/sub>) unterst\u00fctzen. Die kombinierte Wirkung von Sauerstoffl\u00fccken, Einzelatomen und Doppel-Einzelatomen erm\u00f6glicht die effektive Umwandlung von CO2<\/sub> mit H2<\/sub> in die gew\u00fcnschten Verbindungen. Dual-Single-Atom-Katalysatoren (DSACs) nutzen elektronische Wechselwirkungen zwischen zwei Metallatomen, um den Reaktionsweg aktiv zu steuern und die Effizienz zu maximieren.<\/p>\n\n\n\n

Das Forscherteam wandte die aerosolgest\u00fctzte Spr\u00fchpyrolyse-Methode an, um Katalysatoren in einem vereinfachten Prozess zu synthetisieren, und zeigte damit auch ihr Potenzial f\u00fcr die Massenproduktion auf. Bei diesem Verfahren werden fl\u00fcssige Materialien in Aerosole (feine nebelartige Partikel) umgewandelt und in eine beheizte Kammer eingebracht, wo der Katalysator ohne komplexe Zwischenschritte gebildet wird. Diese Methode erm\u00f6glicht eine gleichm\u00e4\u00dfige Verteilung der Metallatome innerhalb des Metalloxidtr\u00e4gers und eine genaue Kontrolle der Defektstrukturen. Durch die pr\u00e4zise Steuerung dieser Defektstrukturen konnte das Team stabile Einzel- und Doppel-Einzelatom-Katalysatoren (DSACs) bilden. Durch den Einsatz von DSACs konnten sie die Verwendung von Einatom-Katalysatoren um etwa 50 % reduzieren und gleichzeitig eine mehr als doppelt so hohe CO2<\/sub>-Umwandlungseffizienz im Vergleich zu herk\u00f6mmlichen Methoden sowie eine au\u00dfergew\u00f6hnlich hohe Selektivit\u00e4t von \u00fcber 99 % erzielen.<\/p>\n\n\n\n

Diese Technologie kann in verschiedenen Bereichen eingesetzt werden, z. B. in der chemischen Kraftstoffsynthese, der Wasserstoffproduktion und der sauberen Energieindustrie. Dar\u00fcber hinaus ist die Katalysatorsynthesemethode (aerosolgest\u00fctzte Spr\u00fchpyrolyse) aufgrund ihrer Einfachheit und hohen Produktionseffizienz sehr vielversprechend f\u00fcr die Kommerzialisierung.<\/p>\n\n\n\n

Dr. Dahee Park, der leitende Forscher, erkl\u00e4rte: “Diese Technologie stellt einen bedeutenden Erfolg bei der drastischen Verbesserung der Leistung von Katalysatoren f\u00fcr die CO2<\/sub>-Umwandlung dar und erm\u00f6glicht gleichzeitig die Kommerzialisierung durch einen vereinfachten Prozess. Es wird erwartet, dass sie als Kerntechnologie f\u00fcr das Erreichen der Kohlenstoffneutralit\u00e4t dienen wird”. Professor Jeong-Young Park vom KAIST f\u00fcgte hinzu: “Diese Forschung bietet eine relativ einfache Methode f\u00fcr die Synthese eines neuen Typs von Ein-Atom-Katalysatoren, die in verschiedenen chemischen Reaktionen verwendet werden k\u00f6nnen. Sie bietet auch eine entscheidende Grundlage f\u00fcr die Entwicklung von Katalysatoren f\u00fcr den Abbau und die Nutzung von CO2<\/sub>, was eines der dringendsten Forschungsgebiete ist, um die durch Treibhausgase verursachte globale Erw\u00e4rmung zu bek\u00e4mpfen.”<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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