Die TU Wien hat ein chemisches Verfahren entwickelt, bei dem mit Hilfe spezieller Katalysatoren aus klimaschädlichem Kohlendioxid wertvolles Methanol hergestellt wird.
Aus Gründen des Klimaschutzes steht fest: Es darf kein Kohlendioxid in die Atmosphäre gelangen. Wenn die Bildung von Kohlendioxid nicht verhindert werden kann, muss es abgetrennt und in andere Stoffe umgewandelt werden.
Natürlich ist es besser, wenn dies in Substanzen umgesetzt wird, die einen Wert haben und verkauft werden können. An der TU Wien wurde nun ein neues Verfahren entwickelt: Mit Hilfe eines speziellen Katalysatormaterials aus Schwefel und Molybdän wird aus CO2 flüssiges Methanol hergestellt. Die neue Technologie wurde bereits patentiert und das Verfahren muss nun gemeinsam mit Industriepartnern in den industriellen Maßstab skaliert werden.
Vorteile von Abgasen
Gerade dort, wo Kohlendioxid in höchster Konzentration entsteht – beispielsweise direkt im Abgasstrom großer Industrieanlagen – kann es am effizientesten eingesetzt werden. Die Idee, dort Kohlendioxid in wertvolle Produkte umzuwandeln, ist nicht neu. Es ist jedoch eine schwierige und mühsame Aufgabe. Bei manchen Prozessen muss CO2 vorher angereichert und abgetrennt werden, was mit zusätzlichen Kosten und Energieverbrauch verbunden ist.
„Bisher wurden häufig kupferbasierte Katalysatoren zur Umwandlung von Kohlendioxid eingesetzt“, sagt Professorin Karin Föttinger vom Institut für Materialchemie der TU Wien. „Allerdings haben sie den großen Nachteil, dass sie nicht robust sind. Wenn neben Kohlendioxid noch andere Stoffe im Abgasstrom vorhanden sind, etwa Schwefel, dann verliert der Katalysator schnell seine Wirkung“, sagt der Katalysator vergiftet “.
Deshalb machten sich Karin Föttinger und ihre Forschungsgruppe auf die Suche nach besserem Material. „Wer diese Methoden nicht nur im Labor, sondern auch großtechnisch in der Industrie einsetzen will, braucht einen etwas weniger aktiven, aber robusten, langlebigen und zuverlässigen Katalysator“, erklärt Föttinger. “Jemand möchte gerne normale Industrieabgase ohne Vorbehandlung verarbeiten können.”
Das Erfolgsrezept: Schwefel und Molybdän
Das Forschungsteam der TU Wien konnte zeigen, dass schwefel- und molybdänbasierte Katalysatoren diese Anforderungen erfüllen. Spezielle Zusatzelemente wie Mangan sorgen dafür, dass wirklich reaktionsträges Kohlendioxid zersetzt und umgewandelt wird. Durch die Wahl dieser zusätzlichen Elemente lassen sich die Eigenschaften der Katalysatoren genau an das gewünschte Einsatzgebiet anpassen. Auf diese Weise lässt sich nun Methanol aus CO2-haltigen Abgasen herstellen.
„Methanol ist ein attraktives Produkt. Es ist bei Raumtemperatur flüssig, also leicht zu lagern. Es wird in der Industrie benötigt, bisher meist aus fossilen Rohstoffen hergestellt“, sagt Karin Föttinger. „Wenn Sie möchten, können Sie unsere Katalysatoren auch verwenden, um andere Moleküle herzustellen, beispielsweise höhere Alkohole. Wir arbeiten derzeit noch daran, genau herauszufinden, wie wir Parameter wie Druck und Temperatur besser auswählen können, um verschiedene Produkte herzustellen.“
Das Verfahren wurde patentiert und soll nun in Zusammenarbeit mit Partnerunternehmen in den industriellen Maßstab skaliert werden. „Wir arbeiten bereits mit interessierten Unternehmen zusammen und suchen gleichzeitig nach weiteren möglichen Kooperationen“, sagt Karin Föttinger. So sollen neue Katalysatoren einen wichtigen Beitrag dazu leisten, die Industrie klimaneutral zu stellen und Stoffkreisläufe zu schließen.
Das Patent wurde durch die Verwaltung von Patenten und Lizenzen zur Forschung und Transferförderung der TU Wien begleitet.
Das Forschungsprojekt wird im Rahmen der Doktoratsuniversität „CO2-Raffinerie“ entwickelt, die an der TU Wien interdisziplinär neue Methoden zum ökologischen Recycling von CO2 entwickelt.
Beratungshinweis: Dr. Karin Föttinger Institut für Materialchemie Technische Universität Wien +43 1 58801 165110 karin.foettinger@tuwien.ac.at Absender: Dr. Florian Aigner PR und Marketing Technische Universität Wien Resselgasse 3, 1040 Wien +43 1 58801 41027 florian.aigner@tuwien.ac.at