Vom schädlichen Abgas zur Ressource - CO2 als wertvoller Rohstoff (Katalysatorherstellung und -charakterisierung)

Kurzbeschreibung des Forschungsprojekts

Der globalen Erderwärmung entgegenzuwirken und die ambitionierten Klimaziele der Europäischen Union einzuhalten (Reduktion der Treibhausgasemissionen von 80–95 % bis 2050) hat Dringlichkeit. Dauerhafte CO₂-Reduktion impliziert, ausgestoßenes CO₂ aktiv in einen geschlossenen CO₂-Kreislauf zurückzuführen. Das geschieht beispielsweise, indem CO₂ dazu verwendet wird, erneuerbare Treibstoffe oder Alkohole herzustellen. Idealerweise würde dies dazu führen, dass kein „neues CO₂“ in die Atmosphäre gelangt. Dafür notwendige Ressourcen sind neben CO₂, Wasser und Elektrizität aus erneuerbaren Quellen (Wind-, Wasserkraft oder Solarenergie). Am besten wird das CO₂ direkt an Industrieanlagen eingefangen und umgewandelt. So eröffnen sich spannende Möglichkeiten, energie- und kosteneffiziente Prozesse zur CO₂-Umwandlung zu etablieren. Diese Technologie kann die Abhängigkeit von fossilen Energieträgern verringern – was in Zeiten von Ressourcenverknappung besondere Relevanz hat.

Das Ziel des Projekts “Vom schädlichen Abgas zur Ressource – CO₂ als wertvoller Rohstoff”, kurz “CO₂ Umwandlung”, ist es, gemeinsam mit HTL Schüler/innen (zwischen 17 und 19 Jahren) und weiteren Citizen Scientists an der Etablierung eines geschlossenen CO₂-Kreislaufs zu arbeiten. CO₂-Umwandlung in Grundchemikalien oder sogenannte E-Fuels (Treibstoffe, die aus CO₂, grünem Wasserstoff und erneuerbarer Energie hergestellt werden) stellt eine Möglichkeit dafür dar.

Da CO₂ ein sehr stabiles Molekül ist, laufen Reaktionen zur CO₂-Umwandlung nur katalytisch, d. h. unter Einsatz eines Katalysators, ab. In diesem Projekt werden Katalysatoren auf Perowskit-Basis, die auf verschieden Arten hergestellt werden können, verwendet. Zusätzlich ist es wichtig, den Zusammenhang zwischen Eigenschaften des Katalysators (wie Oberflächenbeschaffenheit, Zusammensetzung…) und seiner katalytischen Aktivität zu verstehen.