{"id":52215,"date":"2026-02-11T10:46:49","date_gmt":"2026-02-11T09:46:49","guid":{"rendered":"https:\/\/www.dbu.de\/promotionsstipendium\/20021-702\/"},"modified":"2026-02-11T10:46:50","modified_gmt":"2026-02-11T09:46:50","slug":"20021-702","status":"publish","type":"promotionsstipendium","link":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/promotionsstipendium\/20021-702\/","title":{"rendered":"CuO\/ZnO\/MOx-Katalysatorsysteme und deren oxidative Fluorierung \u2013 Ein Ansatz zur Verbesserung von Produktivit\u00e4t und Selektivit\u00e4t der MeOH-Synthese aus CO2 und gr\u00fcnem H2"},"content":{"rendered":"<p>Globale Erw\u00e4rmung im Zuge des Klimawandels ist eine der gr\u00f6\u00dften Herausforderungen der die Gesellschaft in der heutigen Zeit begegnen muss. Die globale Erw\u00e4rmung wird mit der Freisetzung von CO<sub>2<\/sub> aus fossilen Quellen in Verbindung gebracht, die zu einer deutlichen Erh\u00f6hung des Anteils an CO<sub>2<\/sub> in der Atmosph\u00e4re gef\u00fchrt hat. Bei der Implementierung eines geschlossenen CO<sub>2<\/sub>-Kreislaufes kommt Methanol als Grundchemikalie (Weltjahresproduktion im Megatonnenma\u00dfstab) und potenziellem Treibstoff eine bedeutende Rolle zu. Industrielle Methanol-Synthesen basieren aktuell fast ausschlie\u00dflich auf fossilen Quellen (Synthese aus Syngas und Wasserstoff). Nachhaltiger w\u00e4re eine Synthese aus atmosph\u00e4rischem CO<sub>2<\/sub> und gr\u00fcnem Wasserstoff. Die derzeit eingesetzten industriellen Katalysatoren lassen sich nicht gewinnbringend f\u00fcr eine CO<sub>2<\/sub>-basierte Synthese einsetzen, was die Entwicklung neuer Katalysatorsysteme notwendig macht. Vielversprechende Forschungsans\u00e4tze behandeln derzeit das tern\u00e4re oxidische System bestehend aus Kupfer, Zink und Zirkonium als Metallkomponenten (CZZ-System). In der Vergangenheit konnte gezeigt werden, dass ein bin\u00e4res Katalysatorsystem aus Kupfer und Zink (CZ-System) im Hinblick auf seine katalytischen Eigenschaften stark von einer Behandlung mit elementarem Fluor (oxidative Fluorierung) profitiert, dieser positive Effekt beruht auf einer Erh\u00f6hung der Anzahl aktiver Zentren bei gleichzeitiger Unterdr\u00fcckung der relevanten Nebenreaktion (rWGS-Reaktion). Da jedoch das fluorierte bin\u00e4re System dennoch weniger langlebig als das tern\u00e4re System ist, liegt eine oxidative Fluorierung des tern\u00e4ren Systems nahe. Hierbei zeigte sich jedoch die Inkompatibilit\u00e4t mit dem Zirkonium-Support des Systems. Dies macht die Erprobung neuer Supportmaterialien notwendig, die kompatibel mit der oxidativen Fluorierung sind. An diesem Punkt setzt das Promotionsvorhaben an: In Vorarbeiten konnte gezeigt werden, dass Eisen eine vielversprechende Supportkomponente darstellt und die erhaltenen Katalysatorsysteme (=CZFe-Systeme) stark von der Behandlung mit Fluor profitieren. Diese eisenhaltigen Systeme wurden n\u00e4her untersucht und der Einfluss von Syntheseparametern wie Temperatur, Eisengehalt, Alterungszeit oder Fluorgehalt wurde \u00fcberpr\u00fcft. Nachteilig an den eisenhaltigen Systemen ist jedoch, dass als Nebenprodukt bei der Katalyse signifikante Mengen an Methan gebildet werden, dies konnte auf die Eisenkomponente zur\u00fcckgef\u00fchrt werden, gleichzeitig konnte jedoch gezeigt werden, dass die Methanbildungsreaktion durch die Behandlung mit Fluor unterdr\u00fcckt werden kann. Im zweiten Jahr der Promotion konnte eine neue Systemklasse (CZMg-Systeme) etabliert werden, die MgO als Supportmaterial beinhalten. Hier konnte bei einer systematischen Erh\u00f6hung des Fluoridgehaltes zwar keine signifikante Erh\u00f6hung der (bereits sehr guten) MeOH-Produktivit\u00e4t erzielt werden, allerdings konnte die Langzeitstabilit\u00e4t des CZMg-Systems deutlich gesteigert werden. Diese Eigenschaften machen das CZMg-System sehr interessant f\u00fcr weitere Forschung. Insgesamt zielt das Promotionsvorhaben darauf ab, den positiven Effekt, der in diesem Anwendungsbereich bislang wenig untersuchten, oxidativen Fluorierung, in verschiedenen Systemen zu belegen und ein tieferes Verst\u00e4ndnis des Wirkungsprinzips zu erlangen. Dies soll die oxidative Fluorierung einer breiteren Forschungsgemeinschaft zug\u00e4nglich machen, um den Weg f\u00fcr zuk\u00fcnftige Forschungsaktivit\u00e4ten und deren Anwendung in der Technik zu ebnen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Globale Erw\u00e4rmung im Zuge des Klimawandels ist eine der gr\u00f6\u00dften Herausforderungen der die Gesellschaft in der heutigen Zeit begegnen muss. Die globale Erw\u00e4rmung wird mit der Freisetzung von CO2 aus fossilen Quellen in Verbindung gebracht, die zu einer deutlichen Erh\u00f6hung des Anteils an CO2 in der Atmosph\u00e4re gef\u00fchrt hat. 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