Kohlendioxid als Kohlenstoffquelle: einfach und untoxisch

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13.02.2014 13:43

Kohlendioxid als Kohlenstoffquelle: einfach und untoxisch

Dr. Barbara Heller Pressestelle
Leibniz-Institut für Katalyse e. V. an der Universität Rostock

    Forschern des LIKAT gelingt die Herstellung von speziellen Esterderivaten erstmals aus CO2, Alkoholen und Alkenen. Eine käufliche Ruthenium-Verbindung macht durch Beimischung anderer Hilfsstoffe diese Reaktion möglich. In der jüngsten Ausgabe des renommierten Wissenschaftsjournals NATURE COMMUNICATIONS berichten die Forscher ausführlich über diese untoxische und effiziente Methode der Gewinnung von vielseitig verwendbaren Zwischenprodukten der chemischen Industrie. Diese Art von Esterderivaten werden im >100.000 Tonnenmaßstab großtechnisch genutzt und zu wichtigen Detergentien wie Waschmitteln oder auch zu Polymeren, die für die Herstellung z.B. von Plexiglas sehr wichtig sind, „veredelt“.

    Alle heute üblichen Verfahren der chemischen Großindustrie nutzen für die Gewinnung von beispielsweise Methylmethacrylaten – solche Verbindungen gehören zu der großen Gruppe der Esterderivate – das giftige Kohlenmonoxid als Kohlenstoffquelle. Die Wissenschaftler um Prof. Matthias Beller, Direktor des Leibniz-Instituts für Katalyse - LIKAT Rostock, weisen einen völlig neuen Weg über das untoxische und in großen Mengen verfügbare Kohlendioxid. Der Einsatz von Ruthenium in Gegenwart sogenannter „ionischer Flüssigkeiten“ ermöglicht den neuen Forschungsansatz. Der für die Reaktion erforderliche Wasserstoff wird aus Methanol oder anderen Alkoholen direkt innerhalb des Reaktionszyklus bereitgestellt, somit ergibt sich ein weiterer Vorteil der Reaktion. Ein direkter Einsatz des brennbaren und explosiven Wasserstoffgases ist nicht erforderlich. Die Forscher arbeiten bei Temperaturen von ca. 160°C und Drücken bis zu 40 bar in Autoklaven. Das sind Reaktionsgefäße, die für Drücke oberhalb des Atmosphärendrucks ausgelegt sind. In den bisher verwendeten Verfahren der Großindustrie kommt als Katalysatormetall im allgemeinen Palladium zum Einsatz. Das jetzt verwendete Ruthenium ist um einen Kostenfaktor von rund 10 preiswerter. Durch sehr spezielle spektroskopische Untersuchungen konnte die Wissenschaftler im LIKAT das Kohlendioxid eindeutig und überzeugend als Quelle des Kohlenstoffs im neuartigen System identifizieren, so ist der Wechsel vom giftigen CO zum untoxischen CO2 möglich. Bisher sind die Reaktionsbedingen im Labor noch keiner Optimierung unterzogen worden und weisen schon heute Umsätze aus, die mit den aktuellen Verfahren durchaus konkurrieren können.

    Hintergrundinformationen:

    Katalyse - ein Phänomen der Natur abgeschaut – ist die Wissenschaft von der Beschleunigung chemischer Prozesse. Das Leibniz-Institut für Katalyse (LIKAT Rostock) ist das größte europäische Forschungsinstitut im Bereich der Erforschung und Entwicklung von Katalysatoren sowie von katalytischen Verfahren und Technologien. Hauptziele der wissenschaftlichen Arbeiten sind die Gewinnung neuer Erkenntnisse in der Grundlagenforschung auf dem Gebiet der Katalyse und deren Anwendung bis hin zur technischen Umsetzung.

    Das Leibniz-Institut für Katalyse ist Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft. Die Leibniz-Gemeinschaft verbindet 86 selbständige Forschungseinrichtungen. Deren Ausrichtung reicht von den Natur-, Ingenieur- und Umweltwissenschaften über die Wirtschafts-, Raum- und Sozialwissenschaften bis zu den Geisteswissenschaften. Leibniz-Institute bearbeiten gesellschaftlich, ökonomisch und ökologisch relevante Fragestellungen. Sie betreiben erkenntnis- und anwendungsorientierte Grundlagenforschung. Sie unterhalten wissenschaftliche Infrastrukturen und bieten forschungsbasierte Dienstleistungen an. Die Leibniz-Gemeinschaft setzt Schwerpunkte im Wissenstransfer in Richtung Politik, Wissenschaft, Wirtschaft und Öffentlichkeit. Leibniz-Institute pflegen intensive Kooperationen mit den Hochschulen - u.a. in Form der Wissenschaftscampi -, mit der Industrie und anderen Partnern im In- und Ausland. Sie unterliegen einem maßstabsetzenden transparenten und unabhängigen Begutachtungsverfahren. Aufgrund ihrer gesamtstaatlichen Bedeutung fördern Bund und Länder die Institute der Leibniz-Gemeinschaft gemeinsam. Die Leibniz-Institute beschäftigen rund 16.500 Personen, darunter 7.700 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler. Der Gesamtetat der Institute liegt bei 1,4 Milliarden Euro.


    Weitere Informationen:

    http://nature.com/ncomms/index.html
    http://catalysis.de/
    http://Prof. Dr. Matthias Beller  0381 1281 113
    http://Dr. Barbara Heller  0381 1281 146 oder 0162 177 5013  barbara.heller@catalysis.de
    http://LIKAT Presse & Kommunikation


    Anhang
    attachment icon Der eingesetzte Katalysator ermöglicht die neuartige Reaktion

    Merkmale dieser Pressemitteilung:
    Journalisten, Wirtschaftsvertreter, Wissenschaftler, jedermann
    Chemie
    überregional
    Forschungsergebnisse
    Deutsch


    Vlnr Dr. Ralf Jackstell, Dr. Quiang Liu, Prof. Matthias Beller und Li Peng Wu mit einem Autoklaven


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    Dr. Ralf Jackstell mit dem im LIKAT verwendeten Rutheniumkatalysator


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