Ein Forscherteam der Technischen Universität Wien entwickelt ein chemisches Verfahren, um mittels spezieller Katalysatoren flüssiges Methanol aus Kohlendioxid herzustellen. Die neue Technologie wurde bereits patentiert, gemeinsam mit Industriepartnern soll das Verfahren nun auf industriellen Maßstab skaliert werden.

Katalysator aus Schwefel und Molybdän

Genau dort, wo Kohlendioxid in maximaler Konzentration vorkommt – etwa direkt im Abgasstrom großer Industrieanlagen – kann man es am effizientesten nutzen. Die Idee, entstehendes Kohlendioxid vor Ort in wertvolle Produkte umzuwandeln, ist nicht neu. Es ist allerdings eine schwierige und aufwändige Aufgabe. Bei manchen Verfahren muss das CO₂ vorher angereichert und abgetrennt werden, das verursacht zusätzlich Kosten und Energieaufwand. An der TU Wien wurde nun eine neue Methode entwickelt: Mit Hilfe eines speziellen Katalysatormaterials aus Schwefel und Molybdän wird aus CO₂ flüssiges Methanol.

Vergiftung des Katalysators umgehen

„Um Kohlendioxid umzuwandeln, verwendete man bisher oft Katalysatoren, die auf Kupfer basieren“, sagt Prof. Karin Föttinger vom Institut für Materialchemie der TU Wien. „Sie haben allerdings den großen Nachteil, dass sie nicht robust sind. Wenn im Abgasstrom neben Kohlendioxid auch noch bestimmte andere Substanzen vorkommen, zum Beispiel Schwefel, dann verliert der Katalysator rasch seine Wirkung. Man sagt, der Katalysator wird vergiftet.“

Karin Föttinger machte sich daher mit ihrer Forschungsgruppe auf die Suche nach einem besseren Material. Wenn man solche Methoden nicht nur im Labor, sondern auch im großen Maßstab in der Industrie einsetzen wolle, dann sei Föttinger zufole ein Katalysator erforderlich, der vielleicht zwar ein bisschen weniger aktiv sei, aber dafür robust, haltbar und zuverlässig. Ziel sei es, ganz gewöhnliche Industrieabgase ohne Vorbehandlung verarbeiten zu können.

Katalysatoren nach Maß

Das Forschungsteam der TU Wien konnte zeigen, dass Katalysatoren auf Basis von Schwefel und Molybdän diese Anforderungen erfüllen. Spezielle Zusatzelemente, etwa Mangan, sorgen dafür, dass das eigentlich sehr unreaktive Kohlendioxid aufgespalten und umgewandelt wird. Durch die Wahl solcher Zusatzelemente kann man die Eigenschaften der Katalysatoren genau an den gewünschten Einsatzbereich anpassen. So lässt sich nun aus CO₂-haltigem Abgas Methanol herstellen.

Methanol ist ein attraktives Produkt. Es ist bei Raumtemperatur flüssig und ist dadurch einfach zu lagern. Zudem ist es für die Industrie nutzbar und wird bislang üblicherweise aus fossilen Rohstoffen hergestellt. „Wenn man möchte“, so Föttinger, „kann man mit unseren Katalysatoren aber auch andere Moleküle herstellen, etwa höhere Alkohole. Wir arbeiten derzeit noch daran, genau herauszufinden, wie man Parameter wie Druck und Temperatur am besten wählt, um unterschiedliche Produkte zu erzeugen.“

Suche nach Kooperationen für Industriemaßstab

Die Methode wurde nun patentiert, jetzt soll sie in Zusammenarbeit mit Partnerfirmen auf Industriemaßstab hochskaliert werden. „Wir arbeiten bereits mit interessierten Firmen zusammen, gleichzeitig suchen wir nach weiteren möglichen Kooperationen“, sagt Karin Föttinger. Die neuartigen Katalysatoren sollen auf diese Weise einen wichtigen Beitrag leisten, die Industrie klimaneutral zu machen und Stoffkreisläufe zu schließen.