Das Forschungsteam von Dr. Shengding Cao an der Smith School of Engineering in Kanada hat Fortschritte auf dem Gebiet der Kohlendioxid-Umwandlungstechnologie erzielt. Durch die Entwicklung eines neuartigen dynamischen Synthese- und Rückgewinnungsverfahrens für Katalysatoren konnte die langfristige Betriebsstabilität des Systems verbessert werden. Dieser Forschungserfolg in der Kohlendioxid-Umwandlungstechnologie bietet einen neuen Ansatz zur Lösung des Problems der Katalysatordegradation bei Kohlenstoffumwandlungsprozessen.

Das Forschungsteam nutzte anstelle eines herkömmlichen kupferbasierten Katalysators eine Katalysatorvorstufe, um das aktive Material während der elektrochemischen Reaktion in situ mittels eines elektrischen Signals zu erzeugen. Der Projektleiter erklärte: „Durch die Wiederholung dieses Zyklus bleiben Selektivität und Stabilität über einen längeren Zeitraum erhalten. Dies ist eines der stabilsten Systeme zur Kohlenstoffumwandlung, die bisher entwickelt wurden.“ Wird das System angehalten, wandelt sich der Katalysator automatisch in seine Vorstufe zurück, und die Katalysatorregeneration kann nach dem Neustart innerhalb von Sekunden abgeschlossen werden.

Diese neuartige Kohlendioxid-Umwandlungstechnologie ermöglicht den intermittierenden Betrieb und somit die Systemkopplung mit erneuerbaren Energiequellen wie Solar- und Windkraft. Ein Mitglied des Forschungsteams erklärte: „Methan besitzt eine extrem hohe Energiedichte, die für Energiespeicheranwendungen entscheidend ist. Seine nahtlose Kompatibilität mit der bestehenden Erdgasinfrastruktur macht es ideal für großflächige und langfristige Energielösungen.“ Derzeit wird diese Technologie hauptsächlich zur Umwandlung von Kohlendioxid in saubere Kraftstoffe wie Methan eingesetzt.

Die Forschungsergebnisse wurden in der Fachzeitschrift *Nature Energy* veröffentlicht. Das Forschungsteam plant, diese Kohlendioxid-Umwandlungstechnologie auf die Produktion weiterer hochwertiger Chemikalien wie Ethylen und Ethanol auszuweiten und die Skalierung der Technologie voranzutreiben. Dieser technologische Durchbruch, der durch die Zusammenarbeit von Forschungseinrichtungen aus verschiedenen Ländern erzielt wurde, bietet neue technische Möglichkeiten zur Nutzung von Kohlendioxid als Ressource.

Weitere Informationen: Guorui Gao et al., „Eine wiederverwertbare Betriebsstrategie für die selektive stabile elektrochemische Reduktion von Kohlendioxid zu Methan“, *Nature Energy* (2025). Zeitschrifteninformationen: *Nature Energy*