{"id":37526,"date":"2016-09-22T07:22:23","date_gmt":"2016-09-22T05:22:23","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=37526"},"modified":"2016-09-20T13:47:28","modified_gmt":"2016-09-20T11:47:28","slug":"massgeschneiderter-diamant-fuer-die-kontinuierliche-photokatalyse-zur-umwandlung-von-co2","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/massgeschneiderter-diamant-fuer-die-kontinuierliche-photokatalyse-zur-umwandlung-von-co2\/","title":{"rendered":"Ma\u00dfgeschneiderter Diamant f\u00fcr die kontinuierliche Photokatalyse zur Umwandlung von CO2<\/sub>"},"content":{"rendered":"
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\u00a9 Foto Fraunhofer ICT-IMM<\/figcaption><\/figure>\n

Fraunhofer ICT-IMM koordiniert eine nationale Forschungskooperation zur Entwicklung eines Mikroreaktorsystems f\u00fcr die umweltfreundliche Nutzbarmachung von\u00a0CO2<\/sub> mit Hilfe von Sonnenlicht.<\/strong><\/p>\n

Kohlendioxid (CO2<\/sub>), Methan und Stickoxide \u2013 allesamt Treibhausgase, die im Verdacht stehen f\u00fcr die globale Erw\u00e4rmung mitverantwortlich zu sein. Mit fast Dreivierteln davon stellt Kohlendioxid den ma\u00dfgeblichen Anteil an den Emissionen. Obwohl der Kohlenstoffkreislauf bei der Verwendung von Biomasse zur Energieerzeugung weitgehend geschlossen ist, ist die Nutzbarmachung des entstehenden\u00a0CO2<\/sub> eine hochaktuelle gesellschaftspolitische Fragestellung. Gelingt diese, insbesondere unter Verwendung alternativer Energieformen wie z.B. Windenergie, Wasserkraft oder Sonnenenergie, verbessert das die \u00d6kobilanz nachhaltig.<\/p>\n

Die Natur als Vorbild<\/h3>\n

Im Rahmen des Projektes CarbonCat sollen wichtige Erkenntnisse zur Beantwortung dieser Fragestellung gewonnen werden. Zum Einsatz kommen dabei Hochleistungs-LEDs in Kombination mit der gezielten Umsetzung von\u00a0CO2<\/sub> auf Basis eines neuartigen, \u00fcberwiegend Kohlenstoff-basierenden Photokatalysatorsystems, das in einem mikrostrukturierten Reaktorsystem zum Einsatz kommen soll. Auf lange Sicht will das Konsortium aus dem Fraunhofer ICT-IMM, der Julius-Maximilians-Universit\u00e4t W\u00fcrzburg und dem Unternehmen Sahlmann Photochemical Solutions dem Beispiel der nat\u00fcrlichen Photosynthese durch ausschlie\u00dfliche Nutzung von Sonnenlicht technologisch m\u00f6glichst nahe kommen.<\/p>\n

\u201cWir haben in diesem richtungsweisenden Projekt die M\u00f6glichkeit, die nat\u00fcrliche Photosynthese in einem technischen System nachzuempfinden. Anstelle von Pflanzenzellen mit ihren photosynthetisch aktiven Chloroplasten, verwenden wir einen neu entwickelten Mikroreaktor, der den Diamant-Photokatalysator als photoaktives Zentrum enth\u00e4lt. Der besondere Aufbau des Mikroreaktors erm\u00f6glicht eine kontinuierliche Durchmischung von\u00a0CO2<\/sub> und Wasser bei Bestrahlung mit sichtbarem Licht\u201d, erkl\u00e4rt Thomas Rehm, Senior Scientist am Fraunhofer ICT-IMM und Koordinator des Verbundprojektes.<\/p>\n

Innovatives Katalysatorsystem ins richtige Licht setzen<\/h3>\n

Das Projekt CarbonCat soll beweisen, dass es m\u00f6glich ist, unter naturnahen Bedingungen\u00a0CO2 in wertvolle chemische C1- Bausteine wie Methanol umzuwandeln.
\nF\u00fcr Anke Kr\u00fcger, Professorin f\u00fcr Organische Chemie an der Julius-Maximilians-Universit\u00e4t W\u00fcrzburg, hei\u00dft dies \u201cdass neben der technologischen Seite die chemische Optimierung von Diamant als Photokatalysator eine Schl\u00fcsselrolle einnimmt. Die gezielte Funktionalisierung von Diamantoberfl\u00e4chen mit komplexen organischen Bausteinen ist nicht trivial, vor allem hinsichtlich der Langzeitstabilit\u00e4t zur Nutzung in einem kontinuierlichen Prozess, wie wir es in dem Mikroreaktor beabsichtigen zu tun.\u201d<\/p>\n

Neben der Reaktortechnologie und den katalytisch aktiven Oberfl\u00e4chen sind sowohl die Auswahl und die Mischung der ben\u00f6tigten Wellenl\u00e4ngen als auch die Anordnung der LEDs von entscheidender Bedeutung. \u201eDem Zusammenspiel zwischen Lichtquelle und den anderen Komponenten des Systems gilt gro\u00dfe Aufmerksamkeit. Dies ist f\u00fcr den photokatalytischen Prozess von ebenso gro\u00dfer Bedeutung wie f\u00fcr die Gesamteffizienz des Reaktors\u201c, so Benjamin Sahlmann, der als freiberuflicher Chemiker unter der Bezeichnung Sahlmann Photochemical Solutions t\u00e4tig ist.<\/p>\n

\u201eMit den Erkenntnissen aus CarbonCat hoffen wir in Zukunft, einen Beitrag zur Verringerung der Umweltfolgen aus dem vorhandenen CO2<\/sub>-Aussto\u00df leisten zu k\u00f6nnen\u201c, res\u00fcmiert Thomas Rehm.<\/p>\n

Das nationale Verbundprojekt CarbonCat wird im Rahmen der F\u00f6rderma\u00dfnahme CO2Plus des Bundesministeriums f\u00fcr Bildung und Forschung gef\u00f6rdert. Die Projektpartner erhalten f\u00fcr eine Projektdauer von 3 Jahren insgesamt eine F\u00f6rderung von ca. 1,34 Millionen \u20ac.<\/p>\n

Der Beitrag der Projektpartner<\/h3>\n

Das Fraunhofer ICT-IMM wird basierend auf seiner Expertise in der Entwicklung und Erprobung von mikrostrukturierten Reaktoren eine kontinuierlich betriebene Reaktoranlage verwirklichen, deren Kern der neuartige Diamant-Photokatalysator sein wird. Die physikalische Adaption des im Mikroreaktor eingesetzten Diamantmaterials sowie die eingehende Untersuchung des photokatalytischen Prozesses im kontinuierlichen Betrieb sind ebenfalls Aufgaben des ICT-IMM.<\/p>\n

Die Arbeitsgruppe von Prof. Kr\u00fcger an der Julius-Maximilians-Universit\u00e4t W\u00fcrzburg besch\u00e4ftigt sich seit mehr als 10 Jahren mit der Herstellung, Charakterisierung und Anwendung nanoskaliger Kohlenstoffmaterialien, insbesondere Diamant. Die von der Arbeitsgruppe entwickelten Methoden zur besonders stabilen Ankn\u00fcpfung von Funktionsmolek\u00fclen an Diamant\u00fcberfl\u00e4chen werden in CarbonCat eingesetzt, um das Diamantmaterial f\u00fcr seinen Einsatz als Photokatalysator im Mikroreaktor zu optimieren.
\nSahlmann Photochemical Solutions wird im Rahmen von CarbonCat die Lichtquellen f\u00fcr die Photokatalyse in den Reaktionssystemen entwickeln. Eine ma\u00dfgeschneiderte Herstellung der ben\u00f6tigten Lichtquellen und deren spektrale Vermessung ist ebenso Aufgabe wie die Bewertung der Lichtquellen hinsichtlich der Gew\u00e4hrleistung der Arbeitssicherheit.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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