{"id":52215,"date":"2026-10-23T12:46:58","date_gmt":"2026-10-23T10:46:58","guid":{"rendered":"https:\/\/www.dbu.de\/promotionsstipendium\/20021-702\/"},"modified":"2026-10-23T12:47:01","modified_gmt":"2026-10-23T10:47:01","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 \u00e2\u20ac\u201c Ein Ansatz zur Verbesserung von Produktivit\u00c3\u00a4t und Selektivit\u00c3\u00a4t der MeOH-Synthese aus CO2 und gr\u00c3\u00bcnem H2"},"content":{"rendered":"<p>Globale Erw\u00c3\u00a4rmung im Zuge des Klimawandels ist eine der gr\u00c3\u00b6\u00c3\u0178ten Herausforderungen der die Gesellschaft in der heutigen Zeit begegnen muss. Die globale Erw\u00c3\u00a4rmung wird mit der Freisetzung von CO<sub>2<\/sub> aus fossilen Quellen in Verbindung gebracht, die zu einer deutlichen Erh\u00c3\u00b6hung des Anteils an CO<sub>2<\/sub> in der Atmosph\u00c3\u00a4re gef\u00c3\u00bchrt hat. Bei der Implementierung eines geschlossenen CO<sub>2<\/sub>-Kreislaufes kommt Methanol als Grundchemikalie (Weltjahresproduktion im Megatonnenma\u00c3\u0178stab) und potenziellem Treibstoff eine bedeutende Rolle zu. Industrielle Methanol-Synthesen basieren aktuell fast ausschlie\u00c3\u0178lich auf fossilen Quellen (Synthese aus Syngas und Wasserstoff). Nachhaltiger w\u00c3\u00a4re eine Synthese aus atmosph\u00c3\u00a4rischem CO<sub>2<\/sub> und gr\u00c3\u00bcnem Wasserstoff. Die derzeit eingesetzten industriellen Katalysatoren lassen sich nicht gewinnbringend f\u00c3\u00bcr eine CO<sub>2<\/sub>-basierte Synthese einsetzen, was die Entwicklung neuer Katalysatorsysteme notwendig macht. Vielversprechende Forschungsans\u00c3\u00a4tze behandeln derzeit das tern\u00c3\u00a4re oxidische System bestehend aus Kupfer, Zink und Zirkonium als Metallkomponenten (CZZ-System). In der Vergangenheit konnte gezeigt werden, dass ein bin\u00c3\u00a4res 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\u00c3\u00b6hung der Anzahl aktiver Zentren bei gleichzeitiger Unterdr\u00c3\u00bcckung der relevanten Nebenreaktion (rWGS-Reaktion). Da jedoch das fluorierte bin\u00c3\u00a4re System dennoch weniger langlebig als das tern\u00c3\u00a4re System ist, liegt eine oxidative Fluorierung des tern\u00c3\u00a4ren Systems nahe. Hierbei zeigte sich jedoch die Inkompatibilit\u00c3\u00a4t 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\u00c3\u00a4her untersucht und der Einfluss von Syntheseparametern wie Temperatur, Eisengehalt, Alterungszeit oder Fluorgehalt wurde \u00c3\u00bcberpr\u00c3\u00bcft. 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\u00c3\u00bcckgef\u00c3\u00bchrt werden, gleichzeitig konnte jedoch gezeigt werden, dass die Methanbildungsreaktion durch die Behandlung mit Fluor unterdr\u00c3\u00bcckt 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\u00c3\u00b6hung des Fluoridgehaltes zwar keine signifikante Erh\u00c3\u00b6hung der (bereits sehr guten) MeOH-Produktivit\u00c3\u00a4t erzielt werden, allerdings konnte die Langzeitstabilit\u00c3\u00a4t des CZMg-Systems deutlich gesteigert werden. Diese Eigenschaften machen das CZMg-System sehr interessant f\u00c3\u00bcr 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\u00c3\u00a4ndnis des Wirkungsprinzips zu erlangen. Dies soll die oxidative Fluorierung einer breiteren Forschungsgemeinschaft zug\u00c3\u00a4nglich machen, um den Weg f\u00c3\u00bcr zuk\u00c3\u00bcnftige Forschungsaktivit\u00c3\u00a4ten und deren Anwendung in der Technik zu ebnen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Globale Erw\u00c3\u00a4rmung im Zuge des Klimawandels ist eine der gr\u00c3\u00b6\u00c3\u0178ten Herausforderungen der die Gesellschaft in der heutigen Zeit begegnen muss. Die globale Erw\u00c3\u00a4rmung wird mit der Freisetzung von CO2 aus fossilen Quellen in Verbindung gebracht, die zu einer deutlichen Erh\u00c3\u00b6hung des Anteils an CO2 in der Atmosph\u00c3\u00a4re gef\u00c3\u00bchrt hat. 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