Chemiker finden neue Methode zur nachhaltigen Treibstoffproduktion: CO₂ in Methanol umwandeln

BerlinForscher haben eine neue Methode entdeckt, um Kohlendioxid in Methanol umzuwandeln, was zu einer umweltfreundlicheren Energiequelle führt. Dieses Verfahren könnte helfen, Treibhausgase zu reduzieren und eine effizientere Alternative zu herkömmlichen Kraftstoffen bieten.

Ein internationales Team von Chemikern hat seine Forschungsergebnisse in Nature Catalysis veröffentlicht. Sie entwickelten eine Methode, bei der Kohlenstoffnanoröhren und Kobaltphthalocyanin (CoPc)-Moleküle zum Einsatz kommen. Der Prozess funktioniert folgendermaßen:

• CoPc-Moleküle werden gleichmäßig auf Kohlenstoffnanoröhren verteilt.
• Eine Elektrolytlösung wird auf die Oberfläche aufgetragen.
• Ein elektrischer Strom wird durch die Lösung geleitet.
• Die CoPc-Moleküle wandeln Kohlendioxid in Methanol um.

Wissenschaftler verwendeten eine spezielle Technik namens Vibrationsspektroskopie, um eine chemische Reaktion in Echtzeit zu beobachten. Sie entdeckten, dass die Herstellung von Methanol stark von den umgebenden Bedingungen abhängt. Indem das Team die Konfiguration von CoPc auf Kohlenstoffnanoröhren anpasste, konnte die Methanolproduktion um das Achtfache gesteigert werden. Dies ist bedeutsam, weil Methanol einen hohen Energiegehalt besitzt und als alternativer Kraftstoff für verschiedene Fahrzeuge und zur Energieerzeugung genutzt werden kann.

Diese Entdeckung verdeutlicht, wie Katalysatoren auf molekularer Ebene arbeiten. Laut Robert Baker von der Ohio State University ist das Verständnis der chemischen Reaktionen von entscheidender Bedeutung. Dies ermöglicht es Forschern, den Prozess effizienter zu verbessern.

Diese Methode nutzt positiv geladene Teilchen, sogenannte Kationen, um die Methanolproduktion zu steigern. Hauptautor Quansong Zhu erklärte, dass diese Teilchen direkt mit den Molekülen interagieren und den Prozess dadurch effizienter gestalten.

Fortschritte beim Echtzeitbeobachten von Molekülreaktionen sind äußerst relevant. Der dringende Bedarf an nachhaltigen Energiequellen macht diese neue Fähigkeit besonders wertvoll, da sie nicht nur den Methanolkatalyseprozess, sondern auch andere wichtige Produktionsprozesse verbessern kann.

Methanol aus erneuerbarem Strom: Vielseitiger und kostengünstiger Brennstoff Neben seiner Wirtschaftlichkeit kann aus erneuerbarem Strom erzeugtes Methanol vielfältig eingesetzt werden:

• Zum Heizen
• Zur Stromerzeugung
• In der fortgeschrittenen chemischen Forschung

Diese Forschung wurde durch die Unterstützung der National Science Foundation und der Binationalen Wissenschaftsstiftung USA-Israel (BSF) ermöglicht. Auch Wissenschaftler der Yale University, der Hebräischen Universität und der Binghamton University trugen zu der Studie bei.

Die Verbesserung der Katalysatorfunktion könnte die Energieproduktion revolutionieren. Dieser Erkenntnis folgend haben Wissenschaftler neue Projekte gestartet. Sie arbeiten weiterhin daran, denn es gibt zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten.