Essig könnte eine Geheimzutat im Kampf gegen die Klimakrise sein

22. Mai 2023

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von Loretta Wylde, Monash University

Chemieingenieure der Monash University haben ein industrielles Verfahren zur Herstellung von Essigsäure entwickelt, das das überschüssige Kohlendioxid (CO2) in der Atmosphäre nutzt und das Potenzial hat, negative Kohlenstoffemissionen zu verursachen.

Essigsäure ist eine wichtige Chemikalie, die in verschiedenen industriellen Prozessen verwendet wird und Bestandteil von Haushaltsessig, Vinylfarben und einigen Klebstoffen ist. Der weltweite industrielle Bedarf an Essigsäure wird auf 6,5 Millionen Tonnen pro Jahr geschätzt.

Diese in Nature Communications veröffentlichte Weltneuheitsstudie zeigt, dass Essigsäure aus aufgefangenem CO2 hergestellt werden kann, indem ein wirtschaftlicher Feststoffkatalysator verwendet wird, der die derzeit verwendeten flüssigen Katalysatoren auf Rhodium- oder Iridiumbasis ersetzt.

Flüssigkatalysatoren erfordern zusätzliche Trenn- und Reinigungsprozesse. Auch die Verwendung eines Feststoffkatalysators, der aus einer Produktionsmethode hergestellt wird, die keine weitere Verarbeitung erfordert, reduziert die Emissionen.

Der leitende Forscher, außerordentlicher Professor Akshat Tanksale, sagte, die Forschung könnte eine weit verbreitete Praxis für die Industrie sein. „CO2 ist in der Atmosphäre im Überfluss vorhanden und die Hauptursache für die globale Erwärmung und den Klimawandel. Selbst wenn wir heute alle Industrieemissionen stoppen würden, würden wir noch mindestens tausend Jahre lang negative Auswirkungen der globalen Erwärmung erleben, während sich die Natur langsam wieder ins Gleichgewicht bringt.“ das überschüssige CO2“, sagte Prof. Tanksale.

„Es besteht ein dringender Bedarf, CO2 aktiv aus der Atmosphäre zu entfernen und in Produkte umzuwandeln, die das eingefangene CO2 nicht wieder in die Atmosphäre abgeben. Unser Team konzentriert sich auf die Entwicklung einer neuartigen industriell relevanten Methode, die im großen Maßstab angewendet werden kann.“ erforderlich, um negative Emissionen zu fördern.“

Das Forschungsteam schuf zunächst eine Materialklasse namens Metal Organic Framework (MOF), eine hochkristalline Substanz aus sich wiederholenden Einheiten von Eisenatomen, die mit organischen Brücken verbunden sind.

Anschließend erhitzten sie das MOF in einer kontrollierten Umgebung, um diese Brücken aufzubrechen, sodass Eisenatome zusammenkommen und Partikel mit einer Größe von einigen Nanometern bilden konnten.

Diese Eisennanopartikel sind in eine poröse Kohlenstoffschicht eingebettet, wodurch sie hochaktiv sind und unter den rauen Reaktionsbedingungen stabil bleiben. Dies ist das erste Mal, dass über einen Katalysator auf Eisenbasis zur Herstellung von Essigsäure berichtet wird.

Aus industrieller Sicht wird das neue Verfahren effizienter und kostengünstiger sein. Aus ökologischer Sicht bietet die Forschung die Möglichkeit, aktuelle umweltbelastende Herstellungsprozesse deutlich zu verbessern.

Dies bedeutet eine Lösung, um den Klimawandel zu verlangsamen oder möglicherweise umzukehren und gleichzeitig der Branche durch den Verkauf von Essigsäureprodukten wirtschaftliche Vorteile zu bieten.

Die Forscher sind derzeit dabei, das Verfahren zur Kommerzialisierung in Zusammenarbeit mit ihren Industriepartnern im Rahmen des Forschungszentrums für Kohlenstoffnutzung und -recycling des Australian Research Council (ARC) zu entwickeln.

Mehr Informationen: Waqar Ahmad et al., Umwandlung von CO2 in wässriger Phase in Essigsäure über thermisch transformiertem MIL-88B-Katalysator, Nature Communications (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-38506-5

Zeitschrifteninformationen:Naturkommunikation

Zur Verfügung gestellt von der Monash University