Wie das Klimagas Kohlendioxid zum Rohstoff wird

Wie das Klimagas Kohlendioxid zum Rohstoff wird

04.07.2016
© RUB, Kramer
Sie forschen an neuen Katalysatoren, die Kohlendioxid umwandeln: Hemma Mistry (links) und Beatriz Roldan Cuenya.

Praktisch wäre es, wenn man das Treibhausgas Kohlendioxid in eine nützliche Chemikalie verwandeln könnte. Bislang fehlte es den Katalysatoren aber an Effizienz.

Forscher haben einen Katalysator entdeckt, der das Klimagas Kohlendioxid hochselektiv in Ethylen umwandelt – und es somit zu einem wichtigen Rohstoff für die chemische Industrie macht. Bislang existierende Katalysatoren waren dafür nicht effizient genug. Ein Problem: Sie produzieren sehr wenig Ethylen und zu viele ungewollte Nebenprodukte.

Mehr Selektivität durch Plasmabehandlung

Doktorandin Hemma Mistry vom Bochumer Institut für Experimentalphysik IV nutzte Kupferfilme als Katalysatoren, die sie zuvor mit einem Sauerstoff- und Wasserstoffplasma behandelte. Dadurch veränderte sie die Eigenschaften der Kupferoberfläche, machte sie zum Beispiel rauer oder weniger rau und oxidierte das Material. Die Wissenschaftlerin variierte die Plasmaparameter so lange, bis sie die optimalen Oberflächeneigenschaften gefunden hatte.

Ihr bester Katalysator erreicht eine höhere Ethylen-Produktionsrate als herkömmliche Kupferkatalysatoren. Gleichzeitig arbeitet er sehr selektiv, sodass kaum unerwünschte Nebenprodukte entstehen. „Es ist ein neuer Rekord für dieses Material“, resümiert Prof. Dr. Roldan Cuenya. 

In der Zeitschrift „Nature Communications“ beschreibt das Bochumer Team die Ergebnisse gemeinsam mit Kollegen aus Berlin und den USA.