{"id":67875,"date":"2019-10-24T06:41:09","date_gmt":"2019-10-24T04:41:09","guid":{"rendered":"https:\/\/rss.nova-institut.net\/public.php?url=https%3A%2F%2Fwww.chemie.de%2Fnews%2F1163299%2Fco2-als-rohstoff-elektrosynthese-von-alkoholen-energieeffizienter-gestalten.html%3FWT.mc_id%3Dca0065%26pk_campaign%3Dca0065"},"modified":"2021-09-09T21:26:29","modified_gmt":"2021-09-09T19:26:29","slug":"elektrosynthese-von-alkoholen-energieeffizienter-gestalten","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/elektrosynthese-von-alkoholen-energieeffizienter-gestalten\/","title":{"rendered":"Elektrosynthese von Alkoholen energieeffizienter gestalten"},"content":{"rendered":"<p><strong>Ein einstufiges Verfahren zur elektrochemischen Herstellung von Methanol, Ethanol, Propanol und Butanol aus CO<sub>2<\/sub> und Wasser entwickeln \u2013 so lautet die Zielsetzung von \u00bbElkaSyn \u2013 Steigerung der Energieeffizienz der elektrokatalytischen Alkoholsynthese\u00ab. Hinter dem Forschungsprojekt stehen das Fraunhofer UMSICHT (Koordination), die Siemens AG, die Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe GmbH, das Institut f\u00fcr Technische Chemie der Universit\u00e4t Stuttgart sowie die Lehrst\u00fchle f\u00fcr Anorganische Chemie I und f\u00fcr Verfahrenstechnische Transportprozesse der Ruhr-Universit\u00e4t Bochum.<\/strong><\/p>\n<figure id=\"attachment_67879\" aria-describedby=\"caption-attachment-67879\" style=\"width: 259px\" class=\"wp-caption alignright\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\" wp-image-67879\" src=\"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-content\/uploads\/2019\/10\/ElkaSyn-Hochdruckreaktor-Aufmacher-300x225.jpg\" alt=\" \u00a9 Fraunhofer UMSICHT 300-ml-Hochdruckreaktor f\u00fcr die elektrochemische Alkoholsynthese\" width=\"259\" height=\"194\" srcset=\"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2019\/10\/ElkaSyn-Hochdruckreaktor-Aufmacher-300x225.jpg 300w, https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2019\/10\/ElkaSyn-Hochdruckreaktor-Aufmacher-600x450.jpg 600w, https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/media\/2019\/10\/ElkaSyn-Hochdruckreaktor-Aufmacher.jpg 640w\" sizes=\"auto, (max-width: 259px) 100vw, 259px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-67879\" class=\"wp-caption-text\">\u00a9 Fraunhofer UMSICHT<br \/>300-ml-Hochdruckreaktor f\u00fcr die elektrochemische Alkoholsynthese<\/figcaption><\/figure>\n<p>Vorliegende Konzepte zur stofflichen CO<sub>2<\/sub>-Nutzung sehen h\u00e4ufig einen zweistufigen Prozess vor. Am Anfang steht ein Elektrolyseprozess, bei dem Wasserstoff mit Hilfe von regenerativem Strom hergestellt wird. Es folgt ein katalytischer Prozessschritt. Dabei wird der Wasserstoff mit CO<sub>2<\/sub> zum gew\u00fcnschten Endprodukt \u2013 zum Beispiel Alkohole \u2013 umgesetzt. Die Nachteile: Zum einen muss das Zwischenprodukt Wasserstoff gespeichert werden, zum anderen treten bei der Elektrolyse zur Wasserstoffbereitstellung Energieverluste auf.<\/p>\n<h3>Energieeffiziente Reduktion von CO<sub>2<\/sub> zu Alkoholen<\/h3>\n<p>Hier setzt das Projekt \u00bbElkaSyn \u2013 Steigerung der Energieeffizienz der elektrokatalytischen Alkoholsynthese\u00ab an. Die Forschenden wollen Verfahren entwickeln, mit denen die C<sub>1<\/sub>&#8211; bis C<sub>4<\/sub>-Alkohole Methanol, Ethanol, Propanol und Butanol in einem einstufigen Prozess direkt mittels erneuerbarer Energie, Kohlenstoffdioxid und Wasser erzeugt werden. Bei einer solchen einstufigen elektrochemischen Reduktion von CO<sub>2<\/sub> zu Alkoholen entfallen sowohl der Aufwand f\u00fcr die Speicherung des Zwischenprodukts Wasserstoff als auch die Systemkosten f\u00fcr einen Reaktor, in dem Wasserstoff und CO<sub>2<\/sub> zu den Zielprodukten umgesetzt werden. Durch die erfolgreiche Entwicklung des einstufigen Prozesses wird ein Energieeinsparpotenzial von bis zu 20 Prozent im Vergleich zu einem zweistufigen Verfahren erwartet.<\/p>\n<p>Auf dem Weg zu einer solchen einstufigen Reduktion setzen die Forschenden auf zwei unterschiedliche Reaktorkonzepte. Sie entwickeln bzw. untersuchen Systemkomponenten f\u00fcr ein Hochdruck- und ein Normaldruckverfahren. Darunter Eisen-Nickel-Sulfide, kupferbasierte Verbindungen auf oxidischen und Kohlenstofftr\u00e4gern sowie por\u00f6se Gasdiffusionselektroden, in denen Gase mit einem elektronenleitenden, ggfs. Katalysator-aktivierten Festk\u00f6rper und einer Elektrolysel\u00f6sung in Kontakt stehen und umgesetzt werden.<\/p>\n<h3>Zur Bedeutung von Methanol, Ethanol, Propanol und Butanol<\/h3>\n<p>Die Endprodukte Methanol, Ethanol, Propanol und Butanol haben f\u00fcr verschiedene Prozesse eine gro\u00dfe Bedeutung. Der C<sub>1<\/sub>-Alkohol Methanol ist \u2013 abgesehen von seiner Rolle als Energietr\u00e4ger \u2013 eine der wichtigsten Basischemikalien und wird gr\u00f6\u00dftenteils zu Formaldehyd, Essigs\u00e4ure, Methyltertbutylether, Methylmethacrylat, Methylchlorid und Methylaminen weiterverarbeitet. Die C<sub>2<\/sub>&#8211; bis C<sub>4<\/sub>-Alkohole Ethanol, Propanol und Butanol k\u00f6nnen zu den heute noch aus Erd\u00f6l gewonnenen Alkenen und Dienen weiterverarbeitet werden. So lassen sich Ethanol und Propanol zu Ethen und Propen umsetzen \u2013 den Ausgangsstoffen f\u00fcr die Kunststoffe Polyethylen und Polypropylen. Butanol kann zur Herstellung von Butadien verwendet werden \u2013 dem Ausgangsstoff f\u00fcr synthetischen Kautschuk.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Ein einstufiges Verfahren zur elektrochemischen Herstellung von Methanol, Ethanol, Propanol und Butanol aus CO2 und Wasser entwickeln \u2013 so lautet die Zielsetzung von \u00bbElkaSyn \u2013 Steigerung der Energieeffizienz der elektrokatalytischen Alkoholsynthese\u00ab. 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