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Einblicke in die Struktur eines rätselhaften Katalysators

© RUB, Marquard

Methanol ist eine der wichtigsten Basischemikalien, etwa um Kunststoffe oder Baumaterialien herzustellen. Um den Produktionsprozess noch effizienter gestalten zu können, wäre es hilfreich, mehr über den Kupfer-Zinkoxid-Aluminiumoxid-Katalysator zu wissen, der bei der Methanolherstellung im Einsatz ist. Bislang war es jedoch nicht möglich, seine Oberfläche unter Reaktionsbedingungen mit strukturaufklärenden Methoden zu untersuchen. Einem Team der RUB und des Max-Planck-Instituts für Chemische Energiekonversion (MPI CEC) ist es dennoch gelungen, Einblicke in den Aufbau seines aktiven Zentrums zu gewinnen. Diese beschreiben die Wissenschaftler in der Zeitschrift Nature Communications vom 4. August 2020.

Das Team zeigte erstmals, dass die Zink-Komponente des aktiven Zentrums positiv geladen ist und dass der Katalysator sogar zwei kupferbasierte aktive Zentren besitzt. „Über den Zustand der Zink-Komponente am aktiven Zentrum wurde seit Einführung des Katalysators in den 1960er-Jahren kontrovers diskutiert. Aus unseren Erkenntnissen können wir nun zahlreiche Ideen ableiten, wie wir den Katalysator in Zukunft optimieren können“, resümiert Prof. Dr. Martin Muhler, Leiter des Lehrstuhls für Technische Chemie an der RUB und Max Planck Fellow am MPI CEC. Er kooperierte für die Arbeiten mit dem Bochumer Forscher Dr. Daniel Laudenschleger und dem Mülheimer Forscher Dr. Holger Ruland.

Die Arbeiten waren eingebettet in das Projekt Carbon-2-Chem, das zum Ziel hat, Hüttengase, die bei der Stahlproduktion anfallen, für die Herstellung von Chemikalien zu nutzen und so den CO2-Ausstoß zu verringern.

Ruhr-Universität Bochum

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