de.wedoany.com-Bericht: Eine Forschungsgruppe für Molekularsiebe, mikro- und mesoporöse Materialien am Chemischen Institut (IQ) der Staatlichen Universität von Campinas (Unicamp) hat eine Technologie entwickelt, die einen Katalysator auf Basis des Minerals Magadiit nutzt, um Kohlendioxid (CO₂) in Methanol, Methan und andere synthetische Brennstoffe umzuwandeln. Das Verfahren zielt darauf ab, die Effizienz der katalytischen Hydrierung von CO₂ zu steigern, bei der Kohlendioxid mit Wasserstoff kombiniert wird, um Verbindungen mit höherem Mehrwert zu erzeugen.

Die Technologie wurde im Rahmen eines Forschungs-, Entwicklungs- und Innovationsprojekts (PD&I) entwickelt, das von ExxonMobil finanziert wurde. Ein Patentantrag wurde eingereicht, der gemeinsam von dem Unternehmen und der Unicamp gehalten wird. Die Forschungsgruppe ist das erste Team in Brasilien, das im Rahmen des „Gesetzes zur Informationstechnologie“ (Lei do Bem) Investitionen von diesem Ölkonzern erhielt.

Die Besonderheit der Lösung liegt in dem katalytischen Träger, der auf dem natürlich vorkommenden Natriumsilikatmineral Magadiit basiert. Nach einer chemischen Modifikation weist das Material hydrophobe Eigenschaften auf, die es ihm ermöglichen, das während der chemischen Reaktion entstehende Wasser abzustoßen. Dieses Verhalten reduziert das Sintern von Kupfer, ein Phänomen, das die Leistung herkömmlicher Katalysatoren beeinträchtigt, indem es zur Agglomeration der aktiven Substanz führt, und trägt dazu bei, deren Effizienz während des Betriebs aufrechtzuerhalten.

Neben der höheren Stabilität senkt der neue Katalysator die Prozessbedingungen erheblich. Die industrielle Produktion von Methanol erfolgt typischerweise bei etwa 270 °C und einem Druck von 50 bar, während die von den Forschern entwickelte Technologie bei 180 °C bis 200 °C und einem Druck von 20 bis 30 bar arbeitet. In Dauertests über 50 Stunden blieb die Leistung stabil.

Ein weiteres beobachtetes Ergebnis war die Beseitigung der Notwendigkeit einer Aluminiumoxidschicht, die traditionell als Träger für diese Art von Katalysatoren verwendet wird. Die im Experiment erzielte optimale Konfiguration kam vollständig ohne dieses Material aus.

Neben der Abscheidung von CO₂ wandelt die Technologie das Gas in Methanol um, das als Plattformmolekül für die Herstellung einer Vielzahl von Chemikalien mit höherem Mehrwert gilt. Eine der Anwendungen umfasst die Biogasaufbereitung, bei der Kohlendioxid in der Mischung in nützliche chemische Ausgangsstoffe umgewandelt werden kann, anstatt es einfach zu entfernen.

Eine weitere von den Forschern genannte Möglichkeit ist der Einsatz in Industrieanlagen, die fossile Brennstoffe verwenden. In diesem Fall könnte das System an die Emissionsquelle angeschlossen werden, um CO₂ direkt vor Ort umzuwandeln, was zu nachhaltigeren Industrieprozessen und einer höheren Wertschöpfung des abgeschiedenen Kohlenstoffs beiträgt.

Die Technologie muss noch lizenziert werden, bevor sie auf den Markt kommen kann. Der Technologietransfer an interessierte Unternehmen wird vom Innovationsbüro der Unicamp (Inova Unicamp) koordiniert, das die Brücke zwischen akademischer Forschung und produzierendem Sektor schlägt.