Luft liefert den Rohstoff für neue Kunststoffe

Neuer Katalysator der National University of Singapore macht Öl und Gas künftig überflüssig

Im Labor: So unscheinbar sieht der neue Hochleistungskatalysator aus (Foto: nus.edu.sg)

Singapur (pte004/04.08.2025/06:15)

Mit einem neuen Katalysator der National University of Singapore lässt sich Ethylen künftig statt aus Rohöl oder Erdgas aus CO2 herstellen, das der Luft entnommen wird. Sogar eine wirtschaftliche Produktion auf diesem Weg erscheint möglich, zumal der Energieverbrauch gegenüber der klassischen Herstellung deutlich niedriger sei. Die gasförmige, farblose, hochentzündliche, süßlich riechende organische Verbindung wird pro Jahr in einer Menge von mehr als 100 Mio. Tonnen hergestellt und dient hauptsächlich als Basismaterial für die Kunststoffproduktion.

Kobalt sorgt für mehr Tempo

Das Team unter der Leitung von Lum Yanwei hat ein kupferbasiertes Material entwickelt, das mit geringen Mengen Kobalt angereichert ist, die knapp unter der Oberfläche des Katalysators platziert werden. Dieses Dotiermaterial verbessert die katalytischen Fähigkeiten des Kupfers, sodass CO2 und Wasserstoff effizienter und mit geringerem Energieaufwand zu Ethylen verschmolzen werden.

"Durch präzise Veränderungen auf atomarer Ebene konnten wir den energieintensivsten Schritt der Reaktion umgehen, wodurch der gesamte Prozess wesentlich effizienter wird. Dadurch wird das Verfahren für industrielle Anwendungen wesentlich attraktiver", so Lum.

Bei der heutigen Ethylenherstellung wird meist ein Verfahren namens Dampfcracken verwendet, bei dem fossile Brennstoffe auf extrem hohe Temperaturen erhitzt und große Mengen CO2 freigesetzt werden. Diese Emission wird nicht nur verhindert, es wird auch noch CO2 aus der Atmosphäre gebunden, zumindest so lange wie die Produkte, die aus dem Ethylen hergestellt werden, in Gebrauch bleiben.

Kosten erreichen bisheriges Niveau

Lums Team hat das Verfahren in einem speziellen Reaktor getestet, der eine hohe Ausbeute ermöglicht. Die energetische Effizienz liegt bei 25 Prozent, was bei einer solchen Reaktion ein guter Wert ist. Der Katalysator verkraftet auch verunreinigtes CO2, wie es bei der Rauchgaswäsche in Kraftwerken und industriellen Feuerungsanlagen anfällt. "Das verbessert sein Potenzial für den Einsatz in der Praxis", glaubt Lum.

Eine Kostenanalyse zeigt, dass Ethylen mit dieser Technik bei Verwendung von günstigem Strom aus erneuerbaren Energien zu Kosten produziert werden könnte, die mit denen herkömmlicher Verfahren auf Basis fossiler Brennstoffe vergleichbar sind.

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