Als Reaktion auf die Herausforderungen des Klimawandels entwickelten Forscher der McMaster University kürzlich einen neuartigen Katalysator, der Nickel-Zinkcarbid-Nanopartikel mit einem Nickel-Stickstoff-Kohlenstoff-Katalysator kombiniert und damit einen technologischen Durchbruch bei der effizienten Umwandlung von Kohlendioxid in Kohlenmonoxid erzielte. Die Forschungsergebnisse wurden in der Fachzeitschrift ACS Electrochemistry veröffentlicht. Professor Drew Higgins, der Teamleiter, und Doktorandin Fatma Ismail stellten fest, dass der im Labor hergestellte Katalysator zwar eine hohe Effizienz aufwies, sein Wirkmechanismus jedoch unklar war. Mithilfe von Analysen an der HXMA-Strahllinie des CLS konnten sie den Zusammenhang zwischen der Struktur und der Leistung des Materials erfolgreich aufklären und so eine theoretische Grundlage für die Entwicklung effizienterer Katalysatoren schaffen.

Der Katalysator kann in ein Membran-Elektroden-System für industrielle CO₂-Umwandlungsanlagen integriert werden. Zukünftig kann das System skaliert und in der industriellen Rauchgasbehandlung eingesetzt werden. Dabei wird emittiertes CO₂ in gesellschaftlich wertvolle Chemikalien (wie beispielsweise Rohstoffe für die Methanolproduktion) umgewandelt. So entsteht eine integrierte „Capture-Conversion-Utilization“-Lösung für Unternehmen mit hohem CO₂-Ausstoß. Professor Higgins erklärte: „Im nächsten Schritt werden Prototypen getestet. Ziel ist es, Industrieunternehmen die Installation des Systems direkt an ihren Schornsteinen zu ermöglichen, CO₂ vor der Emission umzuwandeln und so wirtschaftlichen Mehrwert zu schaffen.“ Diese Technologie soll eine wichtige Brücke zwischen der Reduzierung von CO₂-Emissionen und der Ressourcennutzung schlagen.

Weitere Informationen: Fatma Ismail et al., Elektrochemische Umwandlung von Kohlendioxid in Kohlenmonoxid in Membran-Elektroden-Einheiten unter Verwendung von Nickelnitrid/Kohlenstoff-gestützten Nickel-Zinkcarbid-Partikelkatalysatoren, ACS Electrochemistry (2025)