CO2 als Rohstoff nutzen

Max-Planck-Forschung stellt Walter Leitners Arbeit vor

Die Klimabilanz der chemischen Industrie zu verbessern - und das ausgerechnet mit Hilfe des Treibhausgases CO2 - ist das Ziel von Prof. Walter Leitner, Direktor am Max-Planck-Institut für Chemische Energiekonversion (MPI CEC), und seiner Arbeitsgruppe.

Über die Forschung seines Teams berichtet nun ausführlich das Magazin der Max-Planck-Gesellschaft Max-Planck-Forschung:

Auch die chemische Industrie birgt die Möglichkeit, auf Erdöl als Rohstoffquelle zu verzichten. Stattdessen könnte Kohlendioxid aus Industrieabgasen und zukünftig vielleicht sogar aus der Atmosphäre genutzt werden, um Treibstoffe, Kunststoffe oder auch hochwertige Chemieprodukte zu erzeugen. Langfristig könnte so ein geschlossener Kohlenstoffkreislauf geschaffen werden.

Das Kohlendioxid chemisch nutzbar zu machen ist allerdings ein hoch komplexer Vorgang. „Um die Bindungen im CO2 Molekül aufzubrechen und neue Bindungen daran zu knüpfen, benötigt man erhebliche Mengen Energie. Damit das Ganze auch wirklich nachhaltig ist, muss diese natürlich aus regenerativen Quellen kommen“, erläutert Walter Leitner. Die Wissenschaftler am MPI CEC arbeiten daran, das chemisch träge CO2 mit hoch reaktivem Wasserstoff, der mit Hilfe von „grünem“ Strom erzeugt wird, gezielt zu verknüpfen. Auf diesem Weg können nicht nur Kraftstoffe, sondern auch wichtige chemische Bausteine wie Methanol, Formaldehyd oder Ameisensäure hergestellt werden. „So kann die ‚Dekarbonisierung‘ der Energieerzeugung durch Wind- und Solaranlagen mit Hilfe des Treibhausgases CO2 zur ‚Defossilisierung‘ der chemischen Industrie beitragen“, sagt Leitner.

Ohne Katalysator geht es nicht

Entscheidend für die richtige Verknüpfung der beiden ungleichen Partner ist der Einsatz geeigneter Katalysatoren. Der Forschungsbedarf an solchen Katalysatoren ist groß. Sie müssen selbst nachhaltig hergestellt werden können, bezahlbar sein und aus den Reaktionen möglichst unbeschadet hervorgehen. Unter anderem analysieren die Wissenschaftler am MPI CEC daher, welche Materialien besonders aktiv gegenüber den Molekülen CO2 und H2 sind. Das Ziel dabei ist, ganz genau zu verstehen wie ein Katalysator funktioniert und wie er sich im Verlauf der komplizierten Reaktion verändert – Grundlagenforschung also.

Auch der Podcast der MPG „Lichtblicke für die Energiewende“ befasst sich mit dem Thema regenerative Energien und CO2 Nutzung.