{"id":67399,"date":"2019-10-14T07:20:47","date_gmt":"2019-10-14T05:20:47","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=67399"},"modified":"2021-09-09T21:26:43","modified_gmt":"2021-09-09T19:26:43","slug":"wie-die-natur-co2-mithilfe-von-nanopartikeln-in-rohstoffe-umwandeln","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wie-die-natur-co2-mithilfe-von-nanopartikeln-in-rohstoffe-umwandeln\/","title":{"rendered":"Wie die Natur – CO2<\/sub> mithilfe von Nanopartikeln in Rohstoffe umwandeln"},"content":{"rendered":"
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Peter O\u2019Mara aus Sydney (links) und Patrick Wilde aus Bochum arbeiten an einer elektrochemischen Zelle f\u00fcr die CO2-Reduktion \u00a9 RUB, Kramer<\/figcaption><\/figure>\n

Ein internationales Forschungsteam hat Kohlendioxid mithilfe von Nanopartikeln in Rohstoffe umgewandelt. Das Prinzip daf\u00fcr schauten sich die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Ruhr-Universit\u00e4t Bochum und University of New South Wales in Australien von Enzymen ab, die komplexe Molek\u00fcle in vielschrittigen Reaktionen herstellen. Diesen Mechanismus \u00fcbertrug das Team auf metallische Nanopartikel, auch Nanozyme genannt. So erzeugten die Chemiker aus Kohlendioxid Ethanol und Propanol, die h\u00e4ufige Ausgangsstoffe f\u00fcr die chemische Industrie sind.<\/strong><\/p>\n

Das Team um Prof. Dr. Wolfgang Schuhmann vom Bochumer Zentrum f\u00fcr Elektrochemie sowie Prof. Dr. Corina Andronescu von der Universit\u00e4t Duisburg-Essen berichtet gemeinsam mit dem australischen Team um Prof. Dr. Justin Gooding und Prof. Dr. Richard Tilley im Journal of the American Chemical Society vom 25. August 2019<\/a>.<\/p>\n

\u201eDie Kaskadenreaktionen der Enzyme auf katalytisch aktive Nanopartikel zu \u00fcbertragen, k\u00f6nnte ein entscheidender Schritt im Design von Katalysatoren sein\u201c, res\u00fcmiert Wolfgang Schuhmann.<\/p>\n

Partikel mit zwei aktiven Zentren<\/h3>\n

Enzyme besitzen f\u00fcr Kaskadenreaktionen verschiedene aktive Zentren, die auf bestimmte Reaktionsschritte spezialisiert sind. So kann ein einziges Enzym aus einem vergleichsweise einfach aufgebauten Ausgangsstoff ein komplexes Produkt erzeugen. Um dieses Konzept nachzuahmen, synthetisierten die Forscherinnen und Forscher ein Partikel mit einem Silberkern, das von einer por\u00f6sen Schicht aus Kupfer umgeben ist. Der Silberkern dient als erstes aktives Zentrum, die Kupferschicht als zweites. Zwischenprodukte, die im Silberkern gebildet werden, reagieren anschlie\u00dfend in der Kupferschicht weiter zu komplexeren Molek\u00fclen, die letztendlich das Partikel verlassen.<\/p>\n

In der vorliegenden Arbeit zeigte das deutsch-australische Team, dass in den Nanozymen die elektrochemische Reduktion von Kohlendioxid stattfinden kann. Mehrere Reaktionsschritte am Silberkern und Kupfermantel verwandeln den Ausgangsstoff zu Ethanol oder Propanol.<\/p>\n

\u201eEs gibt auch andere Nanopartikel, die diese Produkte ohne Kaskadenprinzip aus CO2<\/sub> herstellen k\u00f6nnen\u201c, sagt Wolfgang Schuhmann. \u201eAllerdings ben\u00f6tigen sie deutlich mehr Energie.\u201c<\/p>\n

Die Forscherinnen und Forscher wollen das Konzept der Kaskadenreaktion in Nanopartikeln nun weiterentwickeln, um selektiv noch wertvollere Produkt wie Ethylen oder Butanol herstellen zu k\u00f6nnen.<\/p>\n

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Das Forschungsteam: Corina Andronescu, Wolfgang Schuhmann, Patrick Wilde, J. Justin Gooding und Peter O\u2019Mara (von links) \u00a9 RUB, Kramer<\/figcaption><\/figure>\n

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\u00dcber die Universit\u00e4tsallianz Ruhr<\/h3>\n

Seit 2007 arbeiten die drei Ruhrgebietsuniversit\u00e4ten unter dem Dach der Universit\u00e4tsallianz Ruhr (UA Ruhr) strategisch eng zusammen. Durch B\u00fcndelung der Kr\u00e4fte werden die Leistungen der Partneruniversit\u00e4ten systematisch ausgebaut. Unter dem Motto \u201egemeinsam besser\u201c gibt es inzwischen \u00fcber 100 Kooperationen in Forschung, Lehre und Verwaltung. Mit mehr als 120.000 Studierenden und nahezu 1.300 Professorinnen und Professoren geh\u00f6rt die UA Ruhr zu den gr\u00f6\u00dften und leistungsst\u00e4rksten Wissenschaftsstandorten Deutschlands.<\/p>\n

F\u00f6rderung<\/h3>\n

Die Arbeiten wurden finanziell unterst\u00fctzt von der Deutschen Forschungsgemeinschaft im Rahmen des Exzellenzclusters Resolv (EXC 2033, Projekt 390677874), dem Europ\u00e4ischem Forschungsrat im Programm Horizon 2020 (Grant-Nummer 833408), dem Deutschen Akademischen Austauschdienst im Rahmen des Projekts 57446293 und der Ruhr University Research school Plus, finanziert durch die Exzellenzinitiative (DFG GSC 98\/3). Weitere F\u00f6rderung kam vom Australian Research Council im Rahmen des Centre of Excellence in Convergent Bio-Nano Science and Technology (CE140100036) und eines Australian Laureate Fellowship (FL150100060), vom Discovery Project (DP190102659), und dem Mark Wainwright Analytical Centre an der University of New South Wales.<\/p>\n

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Originalver\u00f6ffentlichung<\/h3>\n

Peter B. O\u2019Mara, Patrick Wilde, Tania M. Benedetti, Corina Andronescu, Soshan Cheong, J. Justin Gooding, Richard D. Tilley, Wolfgang Schuhmann: Cascade reactions in nanozymes: spatially separated active sites inside Ag-core\u2013porous-Cu-shell nanoparticles for multistep carbon dioxide reduction to higher organic molecules, in: Journal of the American Chemical Society, 2019, DOI: 10.1021\/jacs.9b07310<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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