Robert Klatt
Ein neuer Katalysator erzeugt effizient aus CO2 und Wasserstoff Methanol, das zum Beispiel als Treibstoff eingesetzt werden kann. Genutzt werden können dafür sogar Abgase aus Kraftwerken.
Zürich (Schweiz). Wissenschaftler der ETH Zürich haben wenige Monate nach der Vorstellung des SUN-to-LIQUID Projekts, bei dem mithilfe von Sonnenenergie aus Wasser und CO2 Kerosin erzeugt wird, eine weitere Möglichkeit entwickelt, um das klimaschädliche Kohlenstoffdioxid nutzbar zu machen. In Kooperation mit dem Mineralölunternehmen Total wurde nun ein Katalysator gezeigt, der aus CO2 und Wasserstoff Methanol erzeugt. Laut der im Fachmagazin Nature Communications vorgestellten Forschungsarbeit hat die neue Technologie realistische Chancen eine nachhaltige Produktion von Treibstoffen und Chemikalien im industriellen Ausmaß zu ermöglichen.
Die Basis für die chemische Reaktion entdeckten die Wissenschaftler um Javier Perez-Ramirez bereits vor einigen Jahren. Der Katalysator aus Indiumoxid erzeugt dabei neben Methanol und Wasser nahezu keine problematischen Nebenprodukte. Aufgrund seiner zu geringen Aktivität konnte der Katalysator bisher allerdings noch nicht wirtschaftlich genutzt werden.
Ein Zusatz einer minimalen Palladium Menge zu dem Indiumoxid des Katalysators konnte die Aktivität jedoch soweit steigern, dass der Einsatz auch aus unternehmerischer Sicht sinnvoll erscheint. Dies geschieht, in dem in das Kristallgitter des Indiumoxids einzelne Palladium-Atome eingesetzt werden, die dann weitere Palladium-Atome verankern und so Cluster bilden.
In der Wirtschaft ist Methanol eine der Grundchemikalien, die zur Produktion von Treibstoffen und anderen chemischen Erzeugnissen genutzt wird. Außerdem kann Methanol auch direkt als Treibstoff eingesetzt werden. Wie Perez-Ramirez erklärt wird „Methanol heute industriell ausschließlich aus fossilen Energiequellen gewonnen, mit einem entsprechend hohen CO2-Fußabdruck.“
Die neue Technologie braucht stattdessen nur CO2 zur Erzeugung, das laut den Wissenschaftlern aus der Luft gefiltert werden kann. Um die Effizienz weiter zu steigern, können aber auch Abgase von Kraftwerken genutzt werden. Der ebenfalls benötigte Wasserstoff braucht zur Erzeugung Strom, der aus erneuerbaren Quellen wie Sonnen-, Wind- und Wasserkraft gewonnen werden kann, um eine klimaneutrale Produktion des Methanols zu erreichen.
In den kommenden Jahren möchte Total erste Demonstrationsanlagen bauen, die auf dem neuen Katalysator basieren. Inzwischen wurde die Technologie, die laut den Beteiligten nahe der Marktreife ist, zum Patent angemeldet.
Nature Communications, doi: 10.1038/s41467-019-11349-9
