Polyphosphin-Katalysatoren zur CO2-Aktivierung<\/p>\n
Eine ausreichende Energiebereitstellung ist in unserer heutigen Wohlstandsgesellschaft unerl\u00e4sslich. Die weltweite Energieproduktion basiert gr\u00f6\u00dftenteils auf der Verbrennung von fossilen Rohstoffen und ist damit hauptverantwortlich f\u00fcr steigenden CO2-Emissionen, die unerw\u00fcnschte Klimaeffekte zur Folge haben. Dies f\u00fchrt zur intensiven Entwicklung von neuartigen Technologien zur CO2-freien Energieerzeugung. In diesem Kontext ist die elektrochemische Wasserspaltung zur Herstellung von Wasserstoff mit erneuerbaren Energien vielfach diskutiert. Da Wasserstoff kommerziell bei hohen Dr\u00fccken und tiefen Temperaturen gespeichert wird, bestehen erhebliche Sicherheitsbedenken f\u00fcr dessen Lagerung und Transport. Aus diesem Grund ist die Umwandlung in speicherbare Verbindungen wie Ameisens\u00e4ure und Methanol mit CO2 als nachhaltigem Rohstoff ein wichtiger Bestandteil der zuk\u00fcnftigen Kreislaufwirtschaft.<\/span><\/span> Diese Konzepte bieten eine Neugestaltung der chemischen Industrie auf Basis von CO2 und H2 als Rohstoffe und bringen somit die beiden Sektoren, Chemie und Energie, enger zusammen. Damit werden Technologien zur Nutzung von CO2 essentiell. In diesem Zusammenhang ist die Entwicklung effizienter Katalysatoren zur Aktivierung von CO2 und dessen selektive Hydrierung zu ausgew\u00e4hlten Produkten ma\u00dfgeblich und ein wesentlicher Gegenstand des vorliegenden Vorhabens.<\/span><\/span><\/p>\n Die partielle Hydrierung von CO2 erfolgt \u00fcber verschiedene Intermediate. Bei der Umsetzung von CO2 mit einem \u00c4quivalent H2 wird Ameisens\u00e4ure gebildet. Diese Reaktion weist eine 100%ige Atomeffizienz auf, wobei katalytische Systeme zur \u00dcberwindung der kinetischen und thermodynamischen Barrieren entwickelt werden m\u00fcssen. Die Reduktion mit einem weiteren Molek\u00fcl H2 ergibt Formaldehyd und Wasser als Nebenprodukt. Hier besteht die Herausforderung darin, die hohe Affinit\u00e4t von Aldehyden f\u00fcr weitere Reduktionsschritte zu unterdr\u00fccken. In der weiteren Hydrierung wird durch Aktivierung mit drei \u00c4quivalenten H2 und der C=O-Bindungsspaltung Methanol gebildet. Ausgehend von diesen C1-Verbindungen k\u00f6nnen komplexere Molek\u00fcle \u00fcber die Kupplung von CO2 mit anderen Substraten erschlossen werden. Carbons\u00e4uren und deren Derivate weisen denselben Reduktionsgrad wie Ameisens\u00e4ure auf und die Bildung von neuen C-Heteroatom-Bindungen wie in Methylaminen basiert auf dem Reduktionsgrad von Methanol. <\/span><\/span>In der Entwicklung von neuartigen Konzepten zur <\/span><\/span>effizienten <\/span><\/span>Nutzung von CO2 als chemischen Rohstoff<\/span><\/span> f\u00fcr die Synthesen von bedeutenden Plattformchemikalien und Treibstoffen<\/span><\/span>, stellt die <\/span><\/span>Hydrierung eine nachhaltige und umweltfreundliche Alternative dar. Unter Vermeidung von CO, hohen Temperaturen und dem Einsatz von fossilen Rohstoffen zeigt die Hydrierung vielversprechende Vorteile im Vergleich zu konventionellen Syntheserouten. <\/span><\/span><\/p>\n Im Fokus dieser Arbeit steht die Katalysatorentwicklung sowie die Systemoptimierung zur selektiven Hydrierung von CO2 zu ausgew\u00e4hlten C1-Bausteinen an festen, molekularen Katalysatoren auf Phosphin-Basis. Der Schwerpunkt des Projektes liegt auf den Produkten Ameisens\u00e4ure und Methanol, wobei auch weitere Produkte wie Formaldehyd, Methylamine sowie Carbons\u00e4uren und deren Derivate synthetisiert werden sollen. Insbesondere f\u00fcr Ameisens\u00e4ure ist ein integriertes System zur Wasserstoffspeicherung vielversprechend. Zudem sollen weitere funktionelle, por\u00f6se Tr\u00e4germaterialien f\u00fcr die Immobilisierung molekularer Katalysatoren entwickelt werden. Diese Strukturvielfalt erm\u00f6glicht es Katalysatoren zur Aktivierung von CO2 und milden Reaktionsbedingungen ma\u00dfzuschneidern und dabei die Vorteile von homogener und heterogener Katalyse zu vereinen.<\/span><\/span><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Polyphosphin-Katalysatoren zur CO2-Aktivierung Eine ausreichende Energiebereitstellung ist in unserer heutigen Wohlstandsgesellschaft unerl\u00e4sslich. 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