Wissenschaftler entwickelt Strategien zur Nutzung von Kohlendioxid Kohlendioxid: Nutzen statt sparen? - scinexx | Das Wissensmagazin
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Wissenschaftler entwickelt Strategien zur Nutzung von Kohlendioxid

Kohlendioxid: Nutzen statt sparen?

Auf der Kyoto-Konferenz haben die beteiligten Länder beschlossen, den Ausstoß von Kohlendioxid zu drosseln. Doch das ist nicht so einfach. Ein deutscher Wissenschaftler arbeitet daher an praktikablen Verfahren, das Kohlendioxid unmittelbar nach seiner Entstehung in wertvolle Grundstoffe zu wandeln.

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Gleich zwei Strategien dazu hat Professor Arno Behr von der Fakultät Bio- und Chemieingenieurwesen der Universität Dortmund entwickelt. Als Experte forscht der Wissenschaftler bereits seit 25 Jahren an der Wandlung und Nutzung von Kohlendioxid in wertvolle Grundstoffe. Dabei untersucht er hochaktuelle chemische Reaktionen in Versuchsanlagen auf ihre technische Durchführbarkeit und Wirtschaftlichkeit. Sein Lehrstuhl für chemische Prozessentwicklung ist eines der wenigen Kompetenz-Zentren für angewandte Kohlendioxid-Chemie in Deutschland.

Kohlendioxid ist als natürlicher Bestandteil des Kohlenstoff- Kreislaufes reichlich auf der Welt vorhanden. Der Anstieg der Kohlendioxid-Konzentration in der Atmosphäre wird jedoch als kritisch betrachtet und soll reduziert werden. Behr arbeitet an einer Alternative: Im Vordergrund steht dabei die Entwicklung von praktikablen Verfahren, das Kohlendioxid unmittelbar nach seiner Entstehung in wertvolle Grundstoffe zu wandeln. „Das ist nicht ganz einfach“, so Prof. Dr. Behr, „denn im Kohlendioxid befindet sich der Kohlenstoff in seiner höchsten Oxidationsstufe. Deshalb reagiert Kohlendioxid nur sehr schlecht und muss aktiviert werden.

Aktivierung durch Metalle und Mikrowellen

In seiner Forschung hat Behr dazu zwei Strategien entwickelt:

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Zum einen die Aktivierung durch Übergangsmetallkatalyse: Dabei trifft das Kohlendioxid auf ein Metall – wie beim Katalysator im Auto – , wird aktiviert und kann mit Wasserstoff zu dem Grundstoff Ameisensäure reagieren. Die Ameisensäure kann dann in weitere Wertprodukte umgewandelt werden.

Ein zweites Beispiel ist die Reaktion des Kohlendioxids mit einer hochaktiven Substanz, dem Butadien. Dabei entstehen Lactone, die zum Beispiel als Geruchsstoffe oder als Vorstufen von Kunststoffen genutzt werden können. Zu diesem Thema ist am Lehrstuhl gerade eine Diplomarbeit fertig geworden: In seiner Arbeit hat Becker neue, umweltverträgliche Lösemittel gefunden, in denen die Reaktion durchgeführt werden kann.

Eine zweite Strategie wäre die Aktivierung des Kohlendioxids mit Mikrowellen-Strahlung: Dabei werden, ähnlich wie in einer Leuchtstoffröhre, Kohlendioxid-Moleküle zu einem Plasma aktiviert. Die so aktivierten Kohlendioxid-Moleküle können dann mit Erdgas reagieren. Es entsteht als neuer Grundstoff das „Synthesegas“, das bereits jetzt für die Herstellung von wertvollen Alkoholen und Benzinen genutzt wird.“

Natürlich könne man, dso der Forscher, auf diese Weise nur einen Teil des Kohlendioxids in wertvolle Grundstoffe für die Industrie wandeln. Ein erster Schritt wäre jedoch gemacht. Für die Entwicklung praktischer, Zukunft orientierter Lösungen müsse weiter intensiv geforscht werden.

(Universität Dortmund, 24.02.2005 – NPO)

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