Aus den Treibhausgasen Kohlendioxid (CO2) und Methan könnte man wertvolle Synthesegase herstellen, aus denen sich Produkte wie Brenn- und Kunststoffe oder Düngemittel erzeugen lassen. Dieser Ansatz wird „Carbon Capture and Utilization“ genannt. Allerdings verlieren die für die Reaktion notwendigen Katalysatoren bisher rasch an Wirkung, sie „verkoken“. Forscher der TU Wien stellten nun im Fachjournal „Applied Catalysis B: Environmental“ stabilere Alternativen vor.

An der Oberfläche von Metall-Katalysatoren, die derzeit dazu verwendet werden, um CO2 und Methan in Wasserstoff und Kohlenmonixid – die Bestandteile von Synthesegas – umzuwandeln, bildet sich rasch eine Schicht aus Kohlenstoff, wodurch sie blockiert werden. Die Forscher um Christoph Rameshan vom Institut für Materialchemie der Technischen Universität (TU) Wien haben nun einen Katalysator mit grundlegend anderen Eigenschaften entwickelt.

„Wir verwenden Perowskite, das sind sauerstoffhaltige Kristalle, die man mit verschiedenen Metallatomen dotieren kann“, erklärte Rameshan in einer Aussendung. Durch eine spezielle Vorbehandlung des Kristalls bilden an dessen Oberfläche Metallatome – etwa Nickel oder Kobalt – Nanopartikel. Haben sie die richtige Größe (30 bis 50 Nanometer) sorgen sie im Zusammenspiel mit der Kristalloberfläche, dass die gewünschte Reaktion stattfindet, ohne dass es zur Verkokung kommt, so Florian Schrenk, der in Rameshans Team derzeit an seiner Dissertation arbeitet.

Solche Perowskit-Katalysatoren könnten überall zum Einsatz kommen, wo gleichzeitig Methan und CO2 anfällt, etwa in Biogasanlagen. Je nach gewählter Reaktionstemperatur kann man die Zusammensetzung des entstehenden Synthesegases beeinflussen.

Service: https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2022.121886

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