{"id":30092,"date":"2015-11-10T07:02:15","date_gmt":"2015-11-10T06:02:15","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=30092"},"modified":"2021-09-09T21:42:40","modified_gmt":"2021-09-09T19:42:40","slug":"kohlendioxid-als-rohstoff-fuer-die-umwandlung-von-solarstrom-in-wertvolle-chemische-produkte","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/kohlendioxid-als-rohstoff-fuer-die-umwandlung-von-solarstrom-in-wertvolle-chemische-produkte\/","title":{"rendered":"Kohlendioxid als Rohstoff f\u00fcr die Umwandlung von Solarstrom in wertvolle chemische Produkte"},"content":{"rendered":"<p><strong>Auf dem volkswirtschaftlich wichtigen Gebiet der elektrochemischen Katalyseprozesse wurden drei neue Verbundprojekte an der TU Berlin bewilligt. Sprecher aller drei Vorhaben ist Prof. Dr. Peter Strasser, Leiter des Fachgebietes \u201eElektrochemische Katalyse und Materialien\u201c am TU-Institut f\u00fcr Chemie. In allen drei Projekten werden die chemischen Grundlagen und anwendungsrelevanten Aspekte der direkten elektrochemischen Umwandlung von Wasser und Kohlendioxid mit Hilfe von Elektrizit\u00e4t in wertvolle chemische Molek\u00fclbausteine f\u00fcr die chemische Industrie oder in Brennstoffe erforscht. Gef\u00f6rdert werden die drei Projekte an der TU Berlin mit insgesamt 2 Millionen Euro f\u00fcr drei Jahre.<\/strong><\/p>\n<p>Das erste Verbundprojekt \u201eElectrochemical CO<sub>2<\/sub> conversion\u201c untersucht die k\u00fcrzlich am Fachgebiet von Prof. Dr. Peter Strasser entdeckten Kohlenstoffkatalysatoren f\u00fcr die direkte Umwandlung von Kohlendioxid in Kohlenwasserstoffe (Angewandte Chemie 2015 doi: 10.1002\/anie.201502099). Da bisher Gold und Silber die bevorzugten Katalysatoren f\u00fcr diese Reaktion waren, ist die Erkenntnis, dass kohlenstoffbasierte Materialien Kohlendioxid ebenso effizient katalysieren, von gr\u00f6\u00dfter Bedeutung. Die Forschungen finden im Rahmen des renommierten Flagship-Programms \u201eClimate-KIC\/EnCO2re\u201c der Europ\u00e4ischen Union statt. Die TU-Chemiker arbeiten mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der Ruhr-Universit\u00e4t Bochum und der Universit\u00e4t Kopenhagen sowie mit der Firma Covestro (ehemals Bayer Material Science) zusammen. F\u00f6rdersumme f\u00fcr das TU-Fachgebiet: 400.000 Euro.<\/p>\n<p>Das zweite Verbundprojekt befasst sich mit der direkten Umwandlung von Kohlendioxid zu Kohlenwasserstoffen auf nanostrukturierten Metallkatalysatoren. Dazu werden neue chemische Analysestrategien, sogenannte \u201eoperando\u201c-Methoden, entwickelt und eingesetzt. Sie erlauben eine direkte Beobachtung der reagierenden Molek\u00fcle w\u00e4hrend der chemischen Umwandlung. Gef\u00f6rdert wird es vom Bundesministerium f\u00fcr Bildung und Forschung (BMBF). Partner sind die Ruhr-Universit\u00e4t Bochum und die Freie Universit\u00e4t Berlin. F\u00f6rdersumme f\u00fcr das TU-Fachgebiet: 1,2 Millionen Euro.<\/p>\n<p>Das dritte Verbundprojekt besch\u00e4ftigt sich mit dem molekularen Verst\u00e4ndnis der elektrokatalytischen Prozesse an der Grenzfl\u00e4che zwischen Fl\u00fcssigkeit und festem Katalysator in Photoelektrochemischen Zellen (PEZ). Im Vordergrund steht hier die elektrochemische Spaltung von Wasser zur Erzeugung von Wasserstoff und von anderen chemischen Zwischenprodukten. Finanziert wird es von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) im Rahmen des Schwerpunktprogramms SPP1613 \u201eFuels Produced Regeneratively Through Light-Driven Water Splitting\u201c. Hier kooperiert das Fachgebiet von Prof. Dr. Peter Strasser mit dem Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft in Berlin-Dahlem. F\u00f6rdersumme f\u00fcr das TU-Fachgebiet: 400.000 Euro.<\/p>\n<p>Bei der Erforschung der chemischen Grundlagen und anwendungsrelevanten Aspekten der elektrochemischen Umwandlung von Wasser und Kohlendioxid mit Hilfe von Elektrizit\u00e4t in chemische Molek\u00fclbausteine f\u00fcr die chemische Industrie oder in Brennstoffe kommen zwei Verfahren in Betracht: Das eine nutzt Photovoltaik- oder Windkraftanlagen zur Umwandlung von Sonnenlicht in Strom. Dieser wird anschlie\u00dfend in neuartigen Vorrichtungen (Elektrolyseuren) mit einem elektrochemischen Katalysatormaterial zusammen mit Wasser und Kohlendioxid direkt zu Wasserstoff, Methan, Ethylene, Methanol, Ethanol und einer Vielzahl weiterer chemischer Produkte umgewandelt. Das andere Verfahren nutzt die Kombination aus einem Halbleiter wie Silizium und einem Elektrokatalysatormaterial in einer integrierten \u201ePhotoelektrochemischen Zelle (PEZ)\u201c, die bei Sonnenbestrahlung ebenfalls aus Kohlendioxid und Wasser chemische Produkte oder Brennstoffe liefert. Die PEZ-Technologie ist kompakter als die Photovoltaik-Elektrolyseur-Technologie, allerdings ist die Integration von Sonnenlichtnutzung und elektrochemischer Katalyse eine gro\u00dfe wissenschaftliche und technische Herausforderung hinsichtlich der Leistungsf\u00e4higkeit und der Lebensdauer der Photoelektrochemischen Zellen.<\/p>\n<p>\u00dcber die atomaren Details, wie die elektrochemischen Reaktionen an der Oberfl\u00e4che der Katalysatoren molekular ablaufen, ist sehr wenig bekannt. Ebenso wei\u00df man kaum etwas, wie die atomare Zusammensetzung und Struktur des Katalysators die Art und Menge der entstehenden Produkte beeinflussen kann. Das Ziel aller drei Verbundprojekte ist deshalb, die elektrochemischen Prozesse anhand verschiedener Katalysatorklassen grundlegend zu verstehen und Methoden zu entwickeln, um die chemischen Prozesse w\u00e4hrend der Reaktion zu studieren.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Auf dem volkswirtschaftlich wichtigen Gebiet der elektrochemischen Katalyseprozesse wurden drei neue Verbundprojekte an der TU Berlin bewilligt. Sprecher aller drei Vorhaben ist Prof. Dr. Peter Strasser, Leiter des Fachgebietes \u201eElektrochemische Katalyse und Materialien\u201c am TU-Institut f\u00fcr Chemie. 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