Mit einzelnen Atomen besser das Klima retten
Neuer Katalysator südkoreanischer Wissenschaftler verbessert die Nutzung von CO2 erheblich
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CO2 lässt sich mit einzelnen Atomen deutlich effektiver nutzen (Illustration: dgist.ac.kr) |
Daegu (pte003/23.02.2026/06:05)
Forscher um Su-Il In vom Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology (DGIST) haben einen neuartigen Katalysator zur Eindämmung des Klimawandels hergestellt. Sie verteilen einzelne Eisen- oder Kupferatome auf einer Unterlage aus Titandioxid. Die Vereinzelung der Atome bewirkt eine gezieltere Umwandlung von CO2 in weitgehend klimaneutrale Chemikalien und Treibstoffe, die zudem mit weitaus höherer Effektivität möglich ist als mit bisherigen Katalysatoren.
56-fache Steigerung der Ausbeute
Die Reaktionsprodukte variiert je nach Wahl des Metallatoms stark. Bei Verwendung von Eisenatomen lässt sich die Produktion von Kohlenmonoxid (CO) im Vergleich zu herkömmlichen Systemen um das 56-Fache steigern. CO ist ein wichtiger Chemierohstoff und Ausgangsmaterial für Treibstoffe. Bei Verwendung von Kupferatomen und Bestrahlung mit Licht lassen sich je nach Prozessführung Methan und Ethan herstellen. Bei diesem Prozess verbessert sich die Ausbeute um das 45-Fache.
Mithilfe von Röntgenabsorptionsspektroskopie, einer speziellen Infrarotspektroskopie sowie Berechnungen hat das Team wissenschaftlich nachgewiesen, wie Metallatome die elektronische Struktur innerhalb des Katalysators verändern und wie diese Veränderungen unterschiedliche Reaktionsprodukte zuwege bringen. Insbesondere haben sie gezeigt, dass Kupferatome vorteilhaft sind, um mehrere Elektronen in die Reaktion einzubeziehen, was die Bildung gasförmigen Energieträger erleichtert.
Bessere Bewältigung der Klimakrise
"Unser Verfahren zeigt, dass Reduktionswege für CO2 durch präzise Steuerung der Wechselwirkungen zwischen Metallatomen und dem Träger direkt gestaltet werden können. Wir erwarten, dass dieser Ansatz als Schlüsselstrategie zur Bewältigung der Klimakrise eingesetzt wird, indem die Effizienz solarbetriebener Technologien zur Kohlenstoffverwertung verbessert wird", unterstreicht DGIST-Forscher Su-Il abschließend.
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