CO₂ als Rohstoff

Neues Verfahren macht Klimagas nutzbar für die Chemie

Forschende vom Leibniz-Institut für Katalyse (LIKAT), der Ruhr-Universität Bochum und von Evonik Oxeno haben ein neuartiges Katalysatorsystem entwickelt, mit dem das Klimagas Kohlendioxid (CO₂) als Rohstoff für die chemische Industrie genutzt werden kann. Damit lassen sich wichtige Produkte wie Duftstoffe oder Bausteine für Kunststoffe deutlich umweltfreundlicher herstellen.

„Die direkte Nutzung von CO₂ als Rohstoff ist ein Meilenstein für die nachhaltige Chemie im industriellen Maßstab“, sagt Prof. Dr. Robert Franke, außerplanmäßiger Professor am Lehrstuhl für Theoretische Chemie der Ruhr-Universität und zugleich Leiter einer Forschungsgruppe bei der Evonik Oxeno GmbH. „Unsere Zusammenarbeit mit dem LIKAT und der Ruhr-Universität Bochum zeigt, wie durch exzellente Grundlagenforschung und industrielle Expertise innovative Lösungen für die Transformation der Chemie entstehen.“

In der chemischen Industrie ist die sogenannte Carbonylierung ein zentraler Prozess. Dabei werden Olefine – eine Gruppe von Kohlenwasserstoffen – mit Kohlenmonoxid zu Estern oder Säuren umgesetzt. Diese Stoffe sind wichtige Bestandteile vieler Alltagsprodukte. Auf diese Weise entstehen sowohl Basischemikalien – wie Methylmethacrylat, der Ausgangsstoff für Acrylglas – als auch Spezialchemikalien – zum Beispiel der Duftstoff Valeriansäuremethylester.

Die Verwendung des neuen bimetallischen Katalysatorsystems ermöglicht, giftiges Kohlenmonoxid durch das Klimagas Kohlendioxid sowie grünen Wasserstoff zu ersetzen. In Anwesenheit der Übergangsmetalle Iridium und Palladium sowie eines industriell bewährten Phosphinliganden werden Olefine direkt zu Estern umgesetzt. Das Katalysatorsystem zeigt eine sehr hohe Selektivität zu linearen Produkten, die in der Industrie besonders gefragt sind.

Beitrag zur Defossilierung der Industrie

„Die Entwicklung dieses Katalysatorsystems ist ein Beispiel dafür, wie wir durch gezielte Forschung zur Defossilierung der chemischen Industrie beitragen können. CO₂ wird hier nicht als Abfall, sondern als wertvoller Rohstoff betrachtet“, sagt Dr. Ralf Jackstell, Themengruppenleiter am LIKAT.

Damit gibt es eine neue Perspektive, industriell bedeutsame Produkte ressourcenschonend direkt aus dem Klimagas CO₂ und grünem Wasserstoff herzustellen. Die Ergebnisse wurden im renommierten Fachjournal Journal of the American Chemical Society veröffentlicht.