(pte) – Forscher der Universitäten Tsukuba http://www.tsukuba.ac.jp/en und Osaka http://www.osaka-u.ac.jp/en haben die Effektivität von porösen Zinn-Katalysatoren zur Abtrennung von CO2 aus der Atmosphäre und folglich Umwandlung in Treibstoffe oder Rohstoffe für die chemische Industrie um das 24-Fache verbessert.

Umwandlung in Formiat

Katalysatoren dieser Art werden genutzt, um CO2 in Formiat umzuwandeln, ein Salz der Ameisensäure. Es setzt Wasserstoff frei, der eine Brennstoffzelle versorgen kann, die Strom erzeugt. Doch die Ausbeute ist zu gering, und es entstehen unerwünschte Nebenprodukte. Die japanischen Forscher haben den Zinn-Katalysator mit dem Kunststoff Polyethylenglycol (PEG) beschichtet.

„Wir wollten ein katalytisches System entwickeln, das CO2 aus der Luft einfängt und in Formiat umwandelt“, sagt Forschungsgruppenleiter Yoshikazu Ito. „Es ist jedoch schwierig, nur das gewünschte Produkt mit hoher Ausbeute zu erhalten. Daher mussten wir das Katalysator-Design verfeinern.“ Dies gelang. Mit dem neuen Katalysator liegt die Formiat-Ausbeute laut den Experten bei 99 Prozent.

Optimale Dicke wichtig

Zuerst hatten es die Forscher mit einer Polyethylenimin-Beschichtung versucht, einem anderen Kunststoff. Das brachte eine Verbesserung, weil er sehr effektiv im Einfang von CO2-Molekülen war. Doch er hielt sie zu lange fest, sodass die Umsetzung in Formiat mit Verzögerung geschah.

Entscheidend für den Erfolg war die Optimierung der PEG-Dicke. Zu dünn aufgetragen, lockte der Kunststoff zu wenige CO2-Moleküle an, die aber leicht zum katalysierenden Zinn vordringen konnten. War die Kunststoffschicht zu dick, fing sie zwar viele CO2-Moleküle ein, doch sie hatten Mühe, zum Zinn vorzudringen. Mit einer optimalen Dosierung des PEG erreichten die Forscher die richtige Balance.