Kupfer könnte bei der CO2 Wiederaufbereitung helfen

Forscher der Brown University haben einen Weg gefunden, einen Kupferkatalysator so fein abzustimmen, dass aus CO2 komplexe Kohlenwasserstoffe - so genannte C2-plus-Produkte - effizient hergestellt werden können. In einer Studie, die in der Zeitschrift Nature Communications veröffentlicht wurde, berichten die Wissenschaftler, dass der Katalysator C2-plus-Verbindungen mit einer faradayschen Effizienz von bis zu 72% erzeugen kann. Nach ihren Angaben ist dies weit besser als die zuvor berichteten Wirkungsgrade anderer Katalysatoren für C2-plus-Reaktionen. Sie berichten auch, dass der Herstellungsprozess relativ einfach auf ein industrielles Niveau hochskaliert werden kann, was dem neuen Katalysator ein Potenzial für den Einsatz bei groß angelegten CO2-Recyclingmaßnahmen verleiht. "In der Literatur gab es Berichte über alle Arten von verschiedenen Kupferbehandlungen, mit denen diese C2-plus mit einer Reihe von unterschiedlichen Wirkungsgraden hergestellt werden können", sagte Tayhas Palmore, ein Professor der Ingenieurwissenschaften, der das Papier zusammen mit dem Doktoranden Taehee Kim verfasst hat. "Was Taehee machte, war eine Reihe von Experimenten, um zu entwirren, was jeder dieser Behandlungsschritte in Bezug auf die Reaktivität tatsächlich mit dem Katalysator macht, was den Weg zur Optimierung eines Katalysators für diese Multi-Kohlenstoff-Verbindungen aufzeigte. Auf der Grundlage früherer Studien experimentierte Kim mit einer Vielzahl von Halogenierungsmethoden, da dieses Verfahren, bei dem eine Kupferoberfläche mit Chlor-, Brom- oder Jodatomen in Gegenwart eines elektrischen Potentials beschichtet wird, die Selektivität eines Katalysators für C2-plus-Produkte erhöhen könnte. Nach vielen Tests stellte er fest, welche Halogenelemente und welche elektrischen Potentiale Katalysatoren mit der besten Leistung bei CO2-zu-C2-plus-Reaktionen ergeben. Er fand heraus, dass die optimalen Vorbereitungen faradaische Wirkungsgrade zwischen 70,7 % und 72,6 % ergeben könnten, weit höher als bei jedem anderen Kupferkatalysator. Die Forscher sagen, dass ein solcher Katalysator letztlich dazu beitragen könnte, CO2 in großem Maßstab zu recyceln, zum Beispiel in Bergwerken, Kraftwerken und anderen Industrieanlagen, um es dann in andere nützliche Kohlenstoffverbindungen umzuwandeln.