Das Fritz-Haber-Institut (FHI) der Max-Planck-Gesellschaft berichtet von einer „bahnbrechende Studie der Abteilung Interface Science am Fritz-Haber-Institut und des Institute of Chemical Research of Catalonia“. Der Referenzbeitrag mit dem Titel „Key intermediates and Cu active sites for CO2 electroreduction to ethylene and ethanol“, der zuvor in der Zeitschrift Nature Energy publiziert wurde, zeige laut Dr. Jelena Tomovic (FHI) „fortschrittliche spektroskopische Methoden und theoretische Berechnungen auf, um die komplexen Prozesse bei der Umwandlung von Kohlendioxid (CO2) in wertvolle Chemikalien wie Ethylen und Ethanol zu beleuchten“. Die Erkenntnisse aus der Forschung seien von großer Bedeutung für eine nachhaltige Produktion in der chemischen Industrie.
Durch CO2-Reduktion zu wertvollen Chemikalien
Bei der Technologie der elektrochemischen Reduktion von CO2 (CO2RR) werde mithilfe erneuerbarer Elektrizität Kohlendioxid in hochwertige Chemikalien umgewandelt, was gleichzeitig den CO2-Kreislauf schließe. Bei der Herstellung umweltfreundlicher Kunst- und Kraftstoffe spielten Ethylen und Ethanol eine entscheidende Rolle – diese Stoffe stehen im Mittelpunkt der Studie.
„Die genauen Mechanismen und Zwischenschritte dieser Umwandlung blieben jedoch bisher unklar. Das mechanistische Verständnis ist entscheidend, um die aktiven Zentren der Katalysatoren rational herstellen zu können […]“, fasst Dr. Jelena Tomovic zusammen.
Erkenntnisse könnten entscheidend für die Chemieindustrie sein
Die aus spektroskopischen Untersuchungen gewonnen Einblicke und entscheidenden Erkenntnisse zur Oberflächenmorphologie, die in der Studie im Einzelnen nachzulesen sind, könnten sich laut Tomovic entscheidend auf die chemische Industrie auswirken – besonders, wenn es um die Herstellung von Kraft- und Kunststoffen gehe. Es bestehe die Möglichkeit, „effizientere und nachhaltigere Katalysatoren“ zu entwickeln, was „zu effektiveren Wegen zur Nutzung von CO2 führen und den CO2-Fußabdruck chemischer Herstellungsprozesse reduzieren“ könne, so Dr. Tomovic weiter.
Künftige Bedeutung für die CO2-Reduktion
„Die Forschung der Abteilung Interface Science am Fritz-Haber-Institut und des Institute of Chemical Research of Catalonia stellt einen bedeutenden Fortschritt im Bereich der CO2-Reduktion dar“, rekapituliert Dr. Jelena Tomovic. „Durch die Enthüllung von Schlüsselintermediaten und aktiven Zentren bei der Produktion von Ethylen und Ethanol bietet diese Studie eine Grundlage für die Entwicklung effizienterer und nachhaltigerer katalytischer Prozesse. Die Ergebnisse fördern nicht nur das wissenschaftliche Wissen, sondern ermöglichen in Zukunft auch praktische Lösungen zur Reduzierung von CO2-Emissionen und zur Förderung einer nachhaltigen chemischen Produktion.“
Die Originalpublikation finden Sie hier: https://www.nature.com/articles/s41560-024-01633-4
