Neu­es Pro­jekt an der Uni­ver­si­tät Bay­reuth erforscht nach­hal­ti­ge CO₂-Nut­zung

Wert­vol­le Roh­stof­fe aus Koh­len­di­oxid

Mit Blick auf den Kli­ma­schutz wer­den heu­te welt­weit Wege gesucht, den Aus­stoß des Treib­haus­ga­ses Koh­len­di­oxid (CO₂) in die Erd­at­mo­sphä­re zu ver­rin­gern. Die indu­stri­el­le Ver­wer­tung von CO₂-Emis­sio­nen spielt dabei eine zuneh­mend wich­ti­ge Rol­le. Hier setzt ein neu­es For­schungs­pro­jekt an, in dem die Uni­ver­si­tät Bay­reuth mit Part­nern aus Wis­sen­schaft und Wirt­schaft eng zusam­men­ar­bei­tet. Das Ziel ist die Nut­zung von CO₂-Emis­sio­nen zur Syn­the­se der Pro­duk­te Methan und Was­ser­stoff­per­oxid, die als wert­vol­le Roh­stof­fe in unter­schied­li­chen Indu­strie­zwei­gen ein­ge­setzt wer­den kön­nen. Das Bun­des­mi­ni­ste­ri­um für Bil­dung und For­schung (BMBF) för­dert das Vor­ha­ben in den näch­sten drei Jah­ren mit ins­ge­samt 1,5 Mil­lio­nen Euro.

Das Ver­bund­pro­jekt zielt dar­auf ab, wirt­schaft­li­che und öko­lo­gi­sche Vor­tei­le der Nut­zung von Koh­len­di­oxid-Emis­sio­nen zu ver­bin­den. Gemein­sam wol­len die Part­ner aus Wis­sen­schaft und Indu­strie eine mit Son­nen­licht betrie­be­ne pho­to­elek­tro­che­mi­sche Reak­ti­ons­zel­le ent­wickeln. In die­ser Zel­le sol­len aus Was­ser und Koh­len­di­oxid, das bei unter­schied­li­chen indu­stri­el­len Her­stel­lungs­pro­zes­sen frei­ge­setzt wird, die wert­hal­ti­gen Pro­duk­te Methan und Was­ser­stoff­per­oxid erzeugt wer­den. Was­ser­stoff­per­oxid ist eines der wich­tig­sten Bleich- und Des­in­fek­ti­ons­mit­tel. Es wird bis­her zu rela­tiv hohen Kosten pro­du­ziert, die mit Hil­fe der Reak­ti­ons­zel­le erheb­lich gesenkt wer­den könn­ten. Dar­über hin­aus wird Was­ser­stoff­per­oxid der­zeit in der For­schung dar­auf­hin unter­sucht, ob es sich als Ener­gie­trä­ger, bei­spiels­wei­se für Brenn­stoff­zel­len, eig­net. Damit die che­mi­sche Umwand­lung von Was­ser und Koh­len­di­oxid in Methan und Was­ser­stoff­per­oxid abläuft, sind spe­zi­el­le Kata­ly­sa­to­ren erfor­der­lich. Auch die­se Kata­ly­sa­to­ren sol­len für die geplan­te Reak­ti­ons­zel­le ent­wickelt wer­den.

„Eine Beson­der­heit unse­res Pro­jekts besteht dar­in, dass eine wis­sen­schaft­li­che Begleit­stu­die die Nach­hal­tig­keit des zugrun­de­lie­gen­den Kon­zepts durch eine Umwelt- und Kosten­ana­ly­se stän­dig über­prü­fen wird“, erklärt Prof. Dr. Roland Mar­schall, Pro­fes­sor für Phy­si­ka­li­sche Che­mie an der Uni­ver­si­tät Bay­reuth. Er lei­tet inner­halb des Pro­jekts eine Arbeits­grup­pe, die sich mit der Syn­the­se und der Modi­fi­zie­rung neu­er Oxid­ma­te­ria­li­en befasst. Die­se Oxi­de sind unver­zicht­bar für die Umwand­lungs­pro­zes­se, wie sie künf­tig in der Reak­ti­ons­zel­le ablau­fen sol­len.

For­schungs­part­ner und BMBF-För­de­rung:

Das Ver­bund­pro­jekt wird von der H.C. Starck Tan­talum and Nio­bi­um GmbH mit Sitz in Gos­lar koor­di­niert. Wei­te­re For­schungs­part­ner sind das DECHE­MA-For­schungs­in­sti­tut in Frank­furt am Main, die Leib­niz Uni­ver­si­tät Han­no­ver, die neoxid GmbH in Neuss sowie das Insti­tut für Tech­nik­fol­gen­ab­schät­zung und System­ana­ly­se am Karls­ru­her Insti­tut für Tech­no­lo­gie. Das Vor­ha­ben wird unter der BMBF-För­der­richt­li­nie “CO₂ als nach­hal­ti­ge Koh­len­stoff­quel­le – Wege zur indu­stri­el­len Nut­zung (CO₂-WIN)” geför­dert. Es hat den Titel “CO₂­Si­mO – Pho­to­elek­tro­che­mi­sche CO₂-Reduk­ti­on bei simul­ta­ner oxi­da­ti­ver Wert­stoff­ge­win­nung”