Nachhaltigeres Verfahren für die Alkoholoxidation

Forschende der Ruhr-Universität Bochum haben in Kooperation mit dem Max-Planck-Institut für Kohlenforschung in Mülheim eine neue, nachhaltigere Methode zur kontrollierten Oxidation von Alkoholen entwickelt. Diese Reaktion besitzt sowohl für die Synthesechemie als auch für moderne Energieanwendungen eine hohe Relevanz. Klassische Verfahren stellen die nötige Aktivierungsenergie rein thermisch über Wärme und Sauerstoff unter Druck bereit. Der neue Ansatz kombiniert diese Thermokatalyse mit einem elektrokatalytischen Verfahren. Hierbei dient Strom aus regenerativen Quellen als zusätzliche Triebkraft für die chemische Umsetzung. „Die Kopplung elektrischer mit thermischer Energie bei gleichzeitig erhöhter Effizienz ist ein generelles Prinzip, das auf vielfältige Prozesse übertragen werden kann“, sagt Prof. Dr. Wolfgang Schuhmann.

Kombination von Wärme und Strom

Die Forschenden untersuchten diese Methode exemplarisch an der industriell relevanten Alkoholoxidation von Ethylenglykol, der als Vorprodukt für PET sowie in Brennstoffzellen genutzt wird. Dabei setzten sie ein speziell synthetisiertes Cobaltoxid als Katalysator ein. Präzise kontrollierbare und mit Ökostrom betriebene elektrokatalytische Verfahren erzielen meist geringere Produktionsleistungen als rein thermische Prozesse. Die gezielte Kombination von Wärme und Strom als Triebkräfte steigerte jedoch die Effizienz. Durch das systematische Variieren der Reaktionsparameter Druck und Temperatur verlief die Umsetzung mit hoher Selektivität zu den gewünschten Hauptprodukten Glykolat und Formiat. Deren Ausbeute stieg mit zunehmender Temperatur sowie erhöhtem Sauerstoffdruck. Das demonstriert die erfolgreiche Synergie beider Verfahren im Labor.

Effiziente Nutzung von elektrischer Energie und Wärme

„Solche elektrothermischen Systeme könnten sich in industrielle Umgebungen integrieren lassen, in denen Sauerstoff und Niedertemperaturwärme als Nebenprodukte verfügbar sind, was eine effizientere Nutzung elektrischer und thermischer Energie ermöglichen würde“, so die Autorinnen und Autoren der Studie.

Quelle

Informationsdienst Wissenschaft e. V. / Ruhr-Universität Bochum (07/2026)