Sonnenlicht entschärft CO2 hochwirksam

Endprodukte sind laut Forschern der Universität Tsukuba Chemierohstoffe und synthetischer Sprit

CO2: Sonne entreißt dem Klimagas ein Sauerstoffatom (Illustration: Gerd Altmann, pixabay.com)

Tsukuba (pte002/24.10.2023/06:05) - Allein mit der Kraft der Sonne wandeln Forscher der Universität Tsukuba ( https://www.tsukuba.ac.jp/en/ ) CO2 in Kohlenstoffmonoxid (CO) um und gewinnen damit einen wertvollen chemischen Rohstoff. Sie haben allerdings einen Helfer: einen Katalysator auf der Basis von Ruthenium, der auf atomarer Ebene zwei Wirkzentren hat. Laut den Experten hat diese spezielle Anordnung einen starken photokatalytischen Effekt. Kombiniert mit dem Licht der Sonne ist er in der Lage, dem CO2-Molekül ein Sauerstoffatom zu entreißen und es an ein sogenanntes Opferreduktionsmittel zu binden.

Wirkungsgrad 99 Prozent

Die Forscher haben ein Gemisch aus Wasser und dem Lösungsmittel Dimethylacetamid hergestellt und es mit dem Ruthenium-Katalysator und dem Opferreduktionsmittel angereichert. In einem Reaktor, gefüllt mit CO2, bestrahlten sie den Mix zehn Stunden lang mit Sonnenlicht. Die Folge: 99 Prozent des CO2 wurden zu CO. Selbst wenn die anfängliche CO2-Konzentration in der Gasphase auf 1,5 Prozent reduziert wurde, verlief die photokatalytische CO2-Reduktion durch den Ruthenium-Komplex mit hoher Effizienz.

Bisher ist es noch nicht möglich, CO2 mit ausreichender Effizienz aus der Luft zu reduzieren, also durch Entfernen eine Sauerstoffatoms in CO zu verwandeln. Dazu reicht die katalytische Kraft des Ruthenium-Komplexes noch nicht aus. Doch Takahiko Kojima, Professor für Chemie, ist zuversichtlich, auch dieses Ziel erreichen zu können.

Klimaneutrale Automotoren

Ein Gemisch aus CO und Wasserstoff ist Rohstoff etwa für die Herstellung von Methanol, das seinerseits die Basis zahlreicher Produkte wie Essigsäure ist. Wichtiger könnte die auf diesem Synthesegas basierende Herstellung von synthetischen Treibstoffen sein, die sich ohne nennenswerte Umweltbelastung in normalen Verbrennungsmotoren nutzen lassen. Das dabei entstehende CO2 ist klimaneutral, wenn es zuvor aus der Luft abgeschieden worden ist, etwa mit dem Verfahren aus Tsukuba.

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