Nano-Katalysator wandelt CO2 in wertvolle Chemikalien um

Forscher der Universitäten Nottingham und Birmingham haben einen neuartigen Katalysator aus Zinn-Mikropartikeln und einer Kohlenstoff-Nanostruktur entwickelt. Ihre Forschung wurde heute in der Fachzeitschrift ACS Applied Energy Materials veröffentlicht.

Bei der Elektrokatalyse reagiert das Katalysatormaterial, an dem während der Reaktion eine elektrische Spannung anliegt, mit Kohlenstoffdioxid und Wasser. Dabei entstehen wertvolle Chemikalien, darunter Ameisensäure, die breite Anwendung in der Herstellung von Kunststoffen, Medikamenten und Klebstoffen findet.

Katalysator optimiert sich selbst

Das Besondere daran: Während gewöhnliche Katalysatoren im Laufe der Zeit üblicherweise an Wirkung verlieren, optimiert sich der neuartige Zinn-Katalysator unter Laborbedingungen von selbst. Denn die Zinn-Mikropartikel spalten sich während der Reaktion in Nanopartikel auf. 

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Dadurch wird ihr Kontakt mit der Kohlenstoffstruktur der Elektrode verbessert und die Effizienz gesteigert. “Die Analyse der Reaktionsprodukte hat ergeben, dass fast alle Elektronen verwendet wurden, CO2 in Ameisensäure zu verwandeln”, erläutert Tom Burwell, der die Experimente durchgeführt hat.

Einfach herzustellen und umweltfreundlich

Der neuartige Katalysator ist laut seinen Erfindern ein wichtiger Schritt in der Entwicklung von stabilen Elektrokatalysatoren zur Umwandlung des klimaschädlichen CO2 in wertvolle Rohstoffe. Die Elektrokatalyse hat gegenüber herkömmlichen thermischen Herstellungsmethoden von Chemikalien den Vorteil, auf grüne Energiequellen statt auf fossile Brennstoffe zurückgreifen zu können.

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Der Zinn-Katalysator sei außerdem vergleichsweise einfach herzustellen. Dabei sind keine wertvollen Metalle und nur geringe Mengen an Lösungsmitteln notwendig. Das macht ihn potenziell umweltfreundlicher als bestehende Katalysatoren.