{"id":23653,"date":"2014-12-08T02:13:52","date_gmt":"2014-12-08T00:13:52","guid":{"rendered":"http:\/\/www.innovations-report.de\/html\/berichte\/energie-elektrotechnik\/bald-brennstoffe-aus-kohlendioxid.html"},"modified":"2021-09-09T21:48:25","modified_gmt":"2021-09-09T19:48:25","slug":"bald-brennstoffe-aus-kohlendioxid","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/bald-brennstoffe-aus-kohlendioxid\/","title":{"rendered":"Bald Brennstoffe aus Kohlendioxid?"},"content":{"rendered":"<p><strong>Kohlenwasserstoffe sind immer noch unsere bedeutendsten Energietr\u00e4ger, aber m\u00fcssen sie zwangsl\u00e4ufig aus fossilen Quellen gewonnen werden? Warum nicht den Verbrennungsprozess umkehren und sie aus CO<sub>2<\/sub> aufbauen? Dies lie\u00dfe sich mit einem durch Sonnenenergie getrieben Verfahren realisieren, sobald geeignete Katalysatoren zur Verf\u00fcgung stehen. Wissenschaftler aus Japan und China stellen in der Zeitschrift Angewandte Chemie jetzt ein neues, besonders effektives photokatalytisches System vor \u2013 vielleicht ein weiterer Schritt auf dem Weg zu CO<sub>2<\/sub>\u2013neutralen Kraft- und Brennstoffen.<\/strong><\/p>\n<p>Verschiedene Katalysatoren f\u00fcr die photokatalytische Reduktion von CO<sub>2<\/sub> wurden bereits entwickelt, z.B. auf der Basis von Strontiumtitanat (SrTiO<sub>3<\/sub>, STO) oder Titandioxid (TiO<sub>2<\/sub>). Angesichts der speziellen Energieniveaus dieser zwei Halbleitermaterialien schien den Forschern um Jinhua Ye eine Heterostruktur aus beiden Stoffen besonders erfolgversprechend. Die Wissenschaftler vom National Institute for Materials Science (Japan) und dem U-NIMS Joint Research Center der Tianjin University (China) stellten Anordnungen koaxial ausgerichteter STO\/TiO<sub>2<\/sub>-Nanor\u00f6hrchen her. Die R\u00f6hrchen best\u00fcckten sie gleichm\u00e4\u00dfig mit Nanopartikeln aus einer Gold-Kupfer-Legierung als Co-Katalysator. Hydrazin-Hydrat (N<sub>2<\/sub>H<sub>4<\/sub>\u00b7H<sub>2<\/sub>O) dient als Wasserstoffquelle und sorgt f\u00fcr die notwendige reduzierende Atmosph\u00e4re. So gelang es den Forschern, CO<sub>2<\/sub> sehr effizient in CO, Methan (CH<sub>4<\/sub>) und weitere Kohlenwasserstoffe umzusetzen.<\/p>\n<p>Bestrahlung mit Sonnenlicht setzt Elektronen in den Halbleiter-R\u00f6hrchen frei. Dank der STO\/TiO<sub>2<\/sub>-Heterostrukturen l\u00e4sst sich die damit verbundene Ladungstrennung besser aufrecht erhalten als bei den reinen Substanzen. Die Elektronen werden auf die bimetallischen Edelmetall-Nanopartikel \u00fcbertragen und von dort weiter auf das CO<sub>2<\/sub>, das entstehende CO und weitere gasf\u00f6rmige Zwischenprodukte. Die hohe Oberfl\u00e4che der R\u00f6hrenb\u00fcndel und die Porosit\u00e4t der W\u00e4nde der Nanor\u00f6hrchen sorgen f\u00fcr eine hohe Gasdiffusion und sorgen f\u00fcr einen effektiven Transport der Ladungen. Aufgrund spezieller Legierungseffekte k\u00f6nnen die Gold-Kupfer-Nanopartikel den R\u00fccktransport photogenerierter Elektronen in den Halbleiter wesentlich effektiver aufhalten als die Reinmetalle. Das Hydrazin-Hydrat liefert den ben\u00f6tigten Wasserstoff, sorgt f\u00fcr einen Elektronen-Nachschub am Katalysator und schafft eine reduzierende Atmosph\u00e4re, die die Metall-Nanopartikel \u00fcber lange Zeit stabilisiert. Wird dagegen Wasser als Wasserstoff-Quelle genutzt, ist eine rasche Deaktivierung des katalytischen Systems zu verzeichnen. Das CO<sub>2<\/sub> wird an den Nanopartikeln zun\u00e4chst zu CO und dann weiter zu CH<sub>4<\/sub> und anderen Kohlenwasserstoffen reduziert. Bei einem Verh\u00e4ltnis von Gold zu Kupfer von 3:1 in der Legierung ist der Anteil der entstehenden Kohlenwasserstoffe am h\u00f6chsten.<\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h3>\u00dcber den Autor<\/h3>\n<p>Dr. Jinhua Ye ist Principal Investigator am International Center for Materials Nanoarchitectonics (MANA) und Direktorin der Environmental Remediation Materials Unit am National Institute for Materials Science (NIMS), Japan. Zudem ist sie Direktorin des TU-NIMS Joint Research Center sowie Professorin f\u00fcr Materialwissenschaften an der Tianjin University, China. Seit mehr als 15 Jahren forscht sie bereits an hochleistungsf\u00e4higen photokatalytischen Materialien.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Effektives Katalysatorsystem f&uuml;r die photokatalytische Reduktion von CO2 zu KohlenwasserstoffenKohle&#8230;<\/p>\n","protected":false},"author":3,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_seopress_robots_primary_cat":"","nova_meta_subtitle":"","footnotes":""},"categories":[5571],"tags":[],"supplier":[19411,7899,8750],"class_list":["post-23653","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-co2-based","supplier-angewandte-chemie-journal","supplier-national-institute-for-materials-science","supplier-tianjin-university"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/23653","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\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=23653"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/23653\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=23653"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=23653"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=23653"},{"taxonomy":"supplier","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/supplier?post=23653"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}