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Donnerstag, den 23. Januar 2025 um 04:26 Uhr

Wie man CO2 aus Abgasen recyclen kann

Um das Klima zu schützen, strebt man an, CO2 aus Verbrennungsprozessen zurückzugewinnen. Dies ist herausfordernd, da Abgase neben CO2 auch andere Gase enthalten. Ein internationales Forschungsteam unter der Leitung von Prof. Dr. Wolfgang Schuhmann vom Zentrum für Elektrochemie der Ruhr-Universität Bochum hat gezeigt, dass CO2 auch in geringen Konzentrationen elektrochemisch reduziert werden kann, um es wiederzuverwerten. Da CO2 in Abgasen oder der Atmosphäre nur einen geringen Anteil des Gasgemischs ausmacht, müssen Katalyseprozesse auch bei niedrigen CO2-Konzentrationen effektiv funktionieren, um eine Wiederverwendung als Wertstoff zu ermöglichen.

Konkurrenzreaktionen verhindern

"Unser Problem sind die Konkurrenzreaktionen, die in einem Katalysator ablaufen", erläutert Wolfgang Schuhmann. "Je weniger CO2-Moleküle umzusetzen sind, desto wahrscheinlicher wird es, dass statt dem gewünschten Produkt bei der Katalyse Wasserstoff entsteht." Bei der Anpassung des Elektrolyten und der Wahl einer alkalischeren Lösung zur Vermeidung von Problemen wird CO2 in Carbonat umgewandelt, wodurch es für gewünschte Reaktionen nicht mehr verfügbar ist. Erfolgreiche Katalyseprozesse zur CO2-Reduktion wurden bereits bei CO2-Gehalten von 10 bis 20 Prozent beschrieben. "Wir konnten durch die Nutzung eines superaktiven Katalysators auf Nickel-Kupfer-Basis bis fünf Prozent CO2-Gehalt eine erfolgreiche Katalyse betreiben", sagt Adib Mahbub, der Erstautor der Publikation. Bei noch niedrigeren Gehalten mussten die Forschenden jedoch kreative Lösungen finden: Durch Anpassungen der elektrischen Potenziale und des Elektrolyten gelang es ihnen, sogar aus einem Gasgemisch mit nur zwei Prozent CO2 eine Reduktion durchzuführen. "Das bedeutet zwar einen Energieverlust, macht uns aber durch geschickte Prozessführung erstmals Quellen zugänglich, die wir bisher nicht für die CO2-Reduktion nutzen konnten", so Wolfgang Schuhmann. "Folgende Generationen werden auf solche Konzepte aufbauen müssen, wenn sie CO2 aus der Atmosphäre entnehmen wollen, in der der CO2-Gehalt noch geringer ist."


Den Artikel finden Sie unter:

https://news.rub.de/presseinformationen/wissenschaft/2025-01-20-katalyse-wie-man-co2-aus-abgasen-recyclen-kann

Quelle: Ruhr-Universität Bochum (01/2025)


Publikation:
Muhammad Adib Abdillah Mahbub, Debanjan Das, Xin Wang, Guilong Lu, Martin Muhler, Wolfgang Schuhmann: Towards the use of low-concentration CO2 sources by direct selective electrocatalytic reduction, in: Angewandte Chemie, 2024, DOI: 10.1002/anie.202419775, https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202419775

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