Kuldioxid som råstof

Forskere ved Ruhr-Universität Bochum har fundet en måde at omdanne klimaskadende CO2 til en alkohol, der kunne tjene som råstof for den kemiske industri uden at producere store mængder saltaffald. Reaktionsmekanismen er beskrevet af Timo Wendling og Prof Dr. Lukas Goossen, sammen med en kollega fra det tekniske universitet i Kaiserslautern, i journalen Kemi - Et europæisk tidsskrift .

At omdanne kuldioxid til en alkohol uden at forårsage uønskede affaldsprodukter kræver en to-trins reaktion. Problemet:Af energimæssige årsager, de to delreaktioner er stort set umulige at forene. For at gøre processerne kompatible ud fra et termodynamisk synspunkt, egnede katalysatorer er nødvendige for at lette partielle reaktioner.

Holdet testede adskillige stoffer og fandt endelig to katalysatorer med de nødvendige egenskaber:en kobberforbindelse til det første reaktionstrin og en rhodium/molybdænforbindelse til det andet trin. Den nøjagtige sammensætning og mængde af opløsningsmiddel, hvori reaktionen fandt sted, var også afgørende.

I den første delreaktion, kaldet carboxylering, forskerne koblede CO2 til en kulbrinteforbindelse. Til dette formål, en proton (H ⁺ ) frigives fra carbonhydridforbindelsen; CO2-molekylet lægger til ved det ledige sted, hvilket resulterer i en syre. Den overskydende proton optages af en base. I andet trin, kaldet hydrogenering, syren omdannes til en alkohol gennem en overførsel af protoner. Basen frigiver den tidligere optagne proton og bliver dermed genbrugt.

Holdet demonstrerede gennemførligheden af ​​denne reaktion med carbonhydridforbindelsen phenylacetylen. Yderligere undersøgelser skal vise, om princippet også kan udvides til andre organiske forbindelser. Med dette katalysatorsystem, forskerne opnåede en genanvendelsesprocent på 40 procent for basen. "Dette viser, at basen ikke ødelægges under reaktionen, men at processen stadig skal forbedres væsentligt for at blive anvendelig i industriel skala, siger Lukas Goossen, et medlem af Excellence Cluster Ruhr Explores Solvation, Løs kort. "Vi har taget et første vigtigt skridt i retning af at udnytte CO2 til den kemiske industri, hvilket ville være en stor økonomisk og miljømæssig fordel."