Forscher machen das Klimagas CO2 zu einem wertvollen Rohstoff

Die Northwestern University in Chicago kann einen Erfolg im Kampf gegen den Klimawandel vermelden: Der technisch genutzte Teil der Essigsäure, heute aus fossilen Rohstoffen gewonnen, lässt sich laut Forscher:innen der Universität künftig aus CO₂ herstellen. Das entlastet die Umwelt, da CO₂ aus der Atmosphäre entfernt wird und fossile Ausgangsmaterialien obsolet werden. Da pro Jahr rund 17 Millionen Tonnen Essigsäure zur Herstellung von Farben, Kunststoffen und anderen Produkten benötigt werden, fällt die Umstellung auf ein klimaneutrales Verfahren ins Gewicht. Jedes Kilogramm Essigsäure, das aus Methanol gewonnen wird, verursacht 1,6 Kilogramm CO₂.

27 Millionen Tonnen weniger Essig

Das Einsparpotenzial liegt laut Forschungsleiter Ted Sargent bei 27 Millionen Tonnen pro Jahr. Darin sei der Essig, der im Haushalt verwendet wird, nicht enthalten. Er mache allerdings nur drei Prozent der Gesamtmenge aus. Um Essigsäure herzustellen, sammeln die Forscher:innen CO₂ aus der Atmosphäre, fügen Wasser hinzu und behandeln die Flüssigkeit in einem speziellen Elektrolyseur. Das Wasser wird gespalten. Die dabei entstehenden Wasserstoffatome, schnappen sich je ein CO₂-Molekül und entreißen ihm ein Sauerstoffatom. Übrig bleibt Kohlenstoffmonoxid (CO), das, in Wasser gelöst, in einen zweiten Elektrolyseur geleitet wird.

Hier gilt es, an das CO-Molekül je ein Kohlen- und Sauerstoffatom sowie vier Wasserstoffatome anzulagern. Damit dieser Prozess mit hoher Ausbeute gelingt, ist ein spezieller Katalysator nötig, den die Wissenschaftler eigens für diesen Zweck entwickelt haben. Tests mit vorhandenen Katalysatoren zeigen, dass im Elektrolyseprozess eine bunte Mischung aus organischen Materialien entsteht, die sich kaum voneinander trennen lassen und deshalb für einen technischen Einsatz unbrauchbar sind.

Effizienz bleibt dauerhaft hoch

Der neue Kat enthält deutlich weniger Kupfer, was die Sortenreinheit massiv verbessert. Gleichzeitig haben die Forscher den Druck im Elektrolyseur erhöht, was die Essigsäureproduktion zusätzlich ankurbelte. Der neue Kat ist auch relativ stabil, betonen die Wissenschaftler. Während sich die Effizienz einiger Katalysatoren im Laufe der Zeit tendenziell verschlechtert, liegt sie beim neu entwickelten Reaktionsbeschleuniger nach 820 Betriebsstunden noch bei 85 Prozent, heißt es abschließend.

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