{"id":85276,"date":"2021-02-22T07:35:02","date_gmt":"2021-02-22T06:35:02","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=85276"},"modified":"2021-02-17T14:05:23","modified_gmt":"2021-02-17T13:05:23","slug":"die-gruenen-katalysatoren","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/die-gruenen-katalysatoren\/","title":{"rendered":"Die \u201egr\u00fcnen\u201c Katalysatoren"},"content":{"rendered":"

Katalysatoren sind unverzichtbare Helfer in der modernen Industriegesellschaft. Sie erm\u00f6glichen es, Rohstoffe selektiv in Wertprodukte umzuwandeln. Bislang kommen h\u00e4ufig Metalle als Katalysatoren zum Einsatz, deren Abbau oft unter umweltsch\u00e4dlichen und ethisch bedenklichen Bedingungen l\u00e4uft. Eine Alternative k\u00f6nnen Kohlenstoffkatalysatoren sein. Eine Arbeitsgruppe am Fachbereich Chemie der TU Darmstadt hat nun in der Zeitschrift \u201eAngewandte Chemie\u201c eine vielversprechende neue Generation von Kohlenstoffkatalysatoren vorgestellt.<\/strong><\/p>\n

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Elektronenmikroskopische Aufnahmen der Kohlenstoffmakro- und mikrostruktur. Bild: Felix Herold<\/figcaption><\/figure>\n

Katalysatoren sind Schl\u00fcsselmaterialien bei vielen industriellen Prozessen. Sie beschleunigen chemische Reaktionen und dirigieren deren Verlauf. Durch die Wahl eines geeigneten Katalysators k\u00f6nnen Nebenreaktionen unterdr\u00fcckt und somit Ressourcen geschont, Abfall vermieden, und Energie eingespart werden. Dabei verbraucht sich der Katalysator selbst w\u00e4hrend der Reaktion nicht.<\/p>\n

H\u00e4ufig kommen hier Metallkatalysatoren zum Einsatz. Der Nachteil: Die Materialien sind selten, ihr Abbau ruft ethische Konflikte und Umweltsch\u00e4den hervor, und sie sind zudem oft toxisch f\u00fcr den Menschen. Auch f\u00fcr Strategien zur zuk\u00fcnftigen Einbindung biomassebasierter Rohstoffe in die Wertsch\u00f6pfungsketten der chemischen Industrie st\u00fctzen sich die meisten bekannten Katalysatorsysteme auf \u00dcbergangsmetalle wie Vanadium, Molybd\u00e4n, Platin oder Silber.<\/p>\n

Neue Generation von Kohlenstoffkatalysatoren<\/h3>\n
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Versuchsanlage f\u00fcr katalytische Tests. Bild: Felix Herold<\/figcaption><\/figure>\n

In diesem Kontext konnte jedoch bereits in den 1980er Jahren nachgewiesen werden, dass reiner Kohlenstoff als metallfreier Katalysator f\u00fcr solche Transformationen ebenfalls in Frage kommt und ein hohes Potenzial als nachhaltiges Ersatzmaterial aufweist. In Folge dieser Entdeckung wurden insbesondere Kohlenstoffnanomaterialien \u2013 Kohlenstoffe mit Partikelgr\u00f6\u00dfen im Nanometerbereich\u2013 extensiv als Katalysatoren f\u00fcr verschiedenste chemische Umwandlungen eingesetzt. Obwohl diese Materialien im Labor vielversprechende Eigenschaften aufwiesen, kam es bis heute nicht zur industriellen Anwendung, da einerseits die Handhabung der feinen Pulver und andererseits die Herstellung in technischem Ma\u00dfstab Herausforderungen darstellen.<\/p>\n

Angesichts des hohen Potenzials von Kohlenstoffkatalysatoren wird im Fachbereich Chemie der TU Darmstadt in der Arbeitsgruppe von Professor Bastian J. M. Etzold<\/a> bereits seit einigen Jahren an der Herstellung neuer Kohlenstoffklassen gearbeitet. In Zusammenarbeit mit Professor Wei Qi vom Shenyang National Laboratory for Material Science in China, sowie Professor Jan Philipp Hofmann<\/a> vom Fachgebiet Oberfl\u00e4chenforschung der TU Darmstadt gelang Felix Herold, einem Doktoranden der Arbeitsgruppe Etzold, die Herstellung einer neuen Generation von Kohlenstoffkatalysatoren.<\/p>\n

Sie ist den Nano-Kohlenstoffen in vielerlei Hinsicht \u00fcberlegen. Herold konnte die hervorragenden katalytischen Eigenschaften von Nano-Kohlenstoffen auf Kohlenstoffmaterialien \u201emakroskopischer\u201c Partikelgr\u00f6\u00dfe \u00fcbertragen. \u201eDabei ist es auch gelungen, die Herstellung und die technische Handhabbarkeit entscheidend zu vereinfachen\u201c, erkl\u00e4rt er. \u201eWir haben am Beispiel der Umwandlung von Bio-Ethanol, einem aus Biomasse zug\u00e4nglichen Rohstoff, zu Acetaldehyd, einem wichtigen Zwischenprodukt der chemischen Industrie, die Leistungsf\u00e4higkeit der neuen Katalysatoren demonstriert.\u201c<\/p>\n

Neue Materialklasse<\/h3>\n

Die Forschungsergebnisse wurden soeben im renommierten Journal \u201eAngewandte Chemie<\/em>\u201c vorgestellt. Kohlenstoffkatalysatoren seien von gro\u00dfer Bedeutung, sagt Etzold. \u201eSie \u00f6ffnen die T\u00fcr zu einer neuen Materialklasse, die auch aufgrund der vielf\u00e4ltigen Optimierungsm\u00f6glichkeiten der flexiblen Herstellungsmethode ein hohes Potential in einer Vielzahl von Anwendungen aufweist.\u201c<\/p>\n

<\/h3>\n

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Publikation<\/h3>\n

F. Herold, S. Prosch, N. Oefner, K. Brunnengr\u00e4ber, O. Leubner, Y. Hermans, K. Hofmann, A. Drochner, J. P. Hofmann, W. Qi and B. J. M. Etzold, Nanoskaliger hybrider amorph\/graphitischer Kohlenstoff als Schl\u00fcssel zur n\u00e4chsten Generation von kohlenstoffbasierten Katalysatoren f\u00fcr oxidative Dehydrierungen<\/a>. Angew. Chem.
\nDOI: 10.1002\/ange.202014862<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Katalysatoren sind unverzichtbare Helfer in der modernen Industriegesellschaft. Sie erm\u00f6glichen es, Rohstoffe selektiv in Wertprodukte umzuwandeln. Bislang kommen h\u00e4ufig Metalle als Katalysatoren zum Einsatz, deren Abbau oft unter umweltsch\u00e4dlichen und ethisch bedenklichen Bedingungen l\u00e4uft. Eine Alternative k\u00f6nnen Kohlenstoffkatalysatoren sein. Eine Arbeitsgruppe am Fachbereich Chemie der TU Darmstadt hat nun in der Zeitschrift \u201eAngewandte Chemie\u201c eine […]<\/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],"tags":[16023],"supplier":[1206],"class_list":["post-85276","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-bio-based","tag-katalysatoren","supplier-technische-universitaet-darmstadt-tu"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/85276","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=85276"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/85276\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=85276"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=85276"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=85276"},{"taxonomy":"supplier","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/supplier?post=85276"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}