Chemikalien\u00a0\u2013 die Welt ist voll davon, sie bilden die Basis f\u00fcr Anwendungen \u00fcberall im Alltag, in der Industrie oder der Medizin. Doch ihre Herstellung verbraucht eine Menge fossiler Brennstoffe, die aufw\u00e4ndig gef\u00f6rdert werden m\u00fcssen, die Kohlendioxidfreisetzung in die Atmosph\u00e4re steigern und den Klimawandel beschleunigen.<\/p>\n
Eine ganz neue Herangehensweise k\u00f6nnte diese Probleme umgehen: Sonnenlicht soll CO2 in n\u00fctzliche chemische Grundbausteine zerlegen, die dann wiederverwertet werden k\u00f6nnen. Das w\u00fcrde Treibhausgasemissionen von zwei Seiten her reduzieren: Das Klimagas w\u00fcrde zum einen selbst zum Rohstoff werden, und zum anderen w\u00fcrde Sonnenlicht die fossilen Brennstoffe ersetzen, die oft als Energiequelle bei der Synthese von Chemikalien dienen.<\/p>\n
Denkbar wird dies nun dank gro\u00dfer Fortschritte in der Entwicklung von sonnenaktivierten Katalysatoren. Solche Photokatalysatoren k\u00f6nnen CO2 aufspalten. Das erfordert viel Energie, denn das Kohlenstoffatom und die beiden Sauerstoffatome, aus denen ein Kohlendioxidmolek\u00fcl besteht, sind \u00fcber stabile Doppelbindungen verbunden. Die neuen Photokatalysatoren ziehen die notwendige Spaltungsenergie nun aus dem sichtbaren Licht der Sonne.<\/p>\n
Das markiert einen entscheidenden ersten Schritt auf dem Weg zum Bau von \u00bbsolaren\u00ab Raffinerien, in denen in gro\u00dfem Stil n\u00fctzliche chemische Verbindungen aus Abgas gewonnen werden. Dabei entstehen so genannte \u00bbPlattform-Molek\u00fcle\u00ab: basale chemische Verbindungen, aus denen unterschiedlichste komplexere Produkte synthetisiert werden\u00a0\u2013 etwa Medikamente, Waschmittel, D\u00fcngemittel oder Textilien.<\/p>\n
UV-Licht gibt es nicht genug
\nPhotokatalysatoren sind in der Regel Halbleiter. Sie nutzen energiereiches ultraviolettes Licht (UV-Licht), um die Elektronen freizusetzen, die f\u00fcr die Spaltung von Kohlendioxid n\u00f6tig sind. Allerdings macht UV-Licht nur rund f\u00fcnf Prozent des eingestrahlten Sonnenlichts aus und ist zudem zerst\u00f6rerisch. Aus diesem Grund arbeiteten Forschende in den vergangenen Jahren daran, neue Katalysatoren zu entwickeln, die den sichtbaren, deutlich breiter verf\u00fcgbaren Wellenl\u00e4ngenbereich des Sonnenlichts nutzen.<\/p>\n
Die spannendsten Technikinnovationen des Jahres 2020 Wir stellen die Top-10 in den letzten zwei Wochen des Jahres vor:<\/p>\n Medizin: Der schmerzfreie Piks So wurden bestehende Katalysatoren sorgf\u00e4ltig und methodisch strukturell ver\u00e4ndert und weiterentwickelt. Etwa Titandioxid: Mit diesem Katalysator kann Kohlendioxid mit Hilfe von UV-Licht bereits seit L\u00e4ngerem effizient in andere Molek\u00fcle umgewandelt werden. Eine rundum verbesserte Variante mit gezielt eingebauten Stickstoffatomen ben\u00f6tigt nun deutlich weniger Energie f\u00fcr den Prozess. Er kann daher auch mit den schw\u00e4cheren sichtbaren Lichtwellenl\u00e4ngen die g\u00e4ngigsten Plattform-Molek\u00fcle herstellen, etwa Methanol, Formaldehyd oder Ameisens\u00e4ure. Alle diese organischen Verbindungen dienen als wichtiges Rohmaterial f\u00fcr die Herstellung von Kleb- und Schaumstoffen, Sperrholz, Schr\u00e4nken, Bodenbel\u00e4gen oder Desinfektionsmitteln.<\/p>\n Aus Forschung wird echte, abfallfreie Kreislaufwirtschaft Einige Start-ups arbeiten an einem anderen Ansatz zur Umwandlung von Kohlendioxid in n\u00fctzliche Substanzen: Strom als Antrieb der chemischen Umwandlung. Dieser Ansatz ist weniger umweltfreundlich als die Nutzung von Sonnenlicht, solange die Elektrizit\u00e4t aus fossilen Brennstoffen gewonnen wird\u00a0\u2013 ein Nachteil, den man durch den Umstieg auf Photovoltaik als Stromquelle \u00fcberwinden k\u00f6nnte.<\/p>\n Die Fortschritte der Sonnenlicht-Katalysatoren d\u00fcrften in den kommenden Jahren von weiteren Start-ups oder Unternehmen aufgegriffen, kommerzialisiert und weiterentwickelt werden. Das mag dazu f\u00fchren, dass CO2, der sch\u00e4dliche Abfall von heute, morgen einmal zu wertvollen Produkten umgewandelt werden kann. Damit k\u00e4me die chemische Industrie auf dem Weg zu einer echten, abfallfreien Kreislaufwirtschaft einen Schritt voran. Das Endziel\u00a0\u2013 den CO2-Aussto\u00df umzukehren und negative Emissionen zu produzieren\u00a0\u2013 w\u00fcrde so auch n\u00e4her r\u00fccken.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Chemikalien\u00a0\u2013 die Welt ist voll davon, sie bilden die Basis f\u00fcr Anwendungen \u00fcberall im Alltag, in der Industrie oder der Medizin. Doch ihre Herstellung verbraucht eine Menge fossiler Brennstoffe, die aufw\u00e4ndig gef\u00f6rdert werden m\u00fcssen, die Kohlendioxidfreisetzung in die Atmosph\u00e4re steigern und den Klimawandel beschleunigen. Eine ganz neue Herangehensweise k\u00f6nnte diese Probleme umgehen: Sonnenlicht soll CO2 […]<\/p>\n","protected":false},"author":59,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_seopress_robots_primary_cat":"","nova_meta_subtitle":"","footnotes":""},"categories":[5572,5571],"tags":[10744,14051,12531,10743],"supplier":[17959,7487,2440,5225],"class_list":["post-83435","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-bio-based","category-co2-based","tag-carboncapture","tag-energie","tag-katalyse","tag-useco2","supplier-consortium-sunrise","supplier-jcap","supplier-lawrence-berkeley-national-laboratory","supplier-max-planck-institut-fuer-chemische-energiekonversion"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/83435","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\/59"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=83435"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/83435\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=83435"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=83435"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=83435"},{"taxonomy":"supplier","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/supplier?post=83435"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}
\nWelche technischen Fortschritte haben das Potenzial, das Gesundheitswesen, ganze Industriezweige oder gar Gesellschaften in drei bis f\u00fcnf Jahren zu revolutionieren? Die zehn besten aus 75\u00a0nominierten \u00bbInnovationen des Jahres 2020\u00ab hat ein Team aus Fachleuten gew\u00e4hlt, einberufen vom Weltwirtschaftsforum sowie vom US-Wissenschaftsmagazin \u00bbScientific American<\/a>\u00ab.<\/p>\n
\nChemie: Sonne macht Kohlendioxid zum Rohstoff (dieser Artikel)
\nKlinische Forschung: Virtuelle Patienten sollen die Medizin revolutionieren
\nSpatial Computing: Digitale und analoge Welt verschmelzen
\nDigitale Medizin: Mit Apps Krankheiten erkennen und behandeln
\nElektrische Luftfahrt: Endlich klimafreundlich fliegen
\nQuantensensoren: Die Welt mit h\u00f6chster Pr\u00e4zision vermessen
\nKlimas\u00fcnder Zement: Der Baustoff l\u00e4sst sich klimafreundlich produzieren<\/a>
\nGr\u00fcner Brennstoff: Wasserstoff-Energie ohne Treibhausgase<\/a>
\nSynthetische Biologie: N\u00e4chste Schritte beim Nachbau des Lebens<\/p>\n
\nGegenw\u00e4rtig forschen vor allem wissenschaftliche Einrichtungen an solarchemischen Prozessen. Die bedeutendsten sind dabei das Joint Center for Artificial Photosynthesis am Caltech und dem Lawrence Berkeley National Laboratory in den USA und das niederl\u00e4ndische Sunrise-Consortium, ein Zusammenschluss von Universit\u00e4ten, Industrie und Forschungs- und Technologieorganisationen sowie in Deutschland die Abteilung f\u00fcr heterogene Katalyse am Max-Planck-Institut f\u00fcr chemische Energieumwandlung in M\u00fclheim.<\/p>\n