CO2-Upcycling für Zukunftspreis nominiert
Ein Forscherteam aus Nordrhein-Westfalen hat einen Prozess entwickelt, um aus Kohlendioxid Bausteine für wichtige Kunststoffe herzustellen.
Es ist bislang nur eine Nominierung, doch auch diese ist bereits eine Auszeichnung: Die drei Chemiker Walter Leitner, Christoph Gürtler und Berit Stange haben es ins Finale des Deutschen Zukunftspreises 2019 geschafft. Anlass ist ihr Forschungserfolg, der einen wichtigen Baustein für eine künftige Kohlenstoffkreislaufwirtschaft darstellt: Die drei Wissenschaftler haben einen Prozess entwickelt, mit dem aus dem Treibhausgas Kohlenstoffdioxid Polyole hergestellt werden können, die ihrerseits Ausgangsmaterial für die Kunststoffgruppe Polyurethan sind. Bislang werden Polyole primär aus Erdöl erzeugt.
Pilotanlage erzeugt 5000 Tonnen Polyol pro Jahr
„Wir haben gezeigt, dass es möglich ist, CO2 als Rohstoff zu nutzen und damit den CO2-Fußabdruck der chemischen Industrie zu reduzieren“, erläutert Walter Leitner. Leitner ist Direktor am Max-Planck-Institut für Chemische Energiekonversion und Professor der RWTH Aachen, Christoph Gürtler leitet den Bereich Neue Verfahren und Produkte bei Covestro, und Berit Stange ist dort Leiterin Kreislaufwirtschaft Polyurethane. Mit dem gemeinsam erdachten Verfahren kann Covestro in einer Pilotanlage 5.000 Tonnen Polyol pro Jahr erzeugen. Der jährliche Bedarf in der Polyurethanherstellung liegt bei einigen Millionen Tonnen.
Unter den drei Nominierten des Deutschen Zukunftspreises 2019 (von links): Berit Stange, Christoph Gürtler und Walter Leitner.
Neuer Katalysator senkt den Energiebedarf
Entscheidend für die Innovation war ein spezieller Katalysator, der die chemische Reaktion erst in Schwung bringt – denn eigentlich zeichnet sich Kohlendioxid durch eine recht hohe Reaktionsträgheit aus. Die Forscher konnten zudem aufklären, wie genau der Katalysator seine Wirkung entfaltet. Dadurch können sie steuern, wieviel CO2 in das Polyol eingebaut wird – eine wichtige Voraussetzung, um den chemischen Prozess industriell nutzen zu können. Zudem erlaubt diese Steuerungsmöglichkeit, gezielt die Produktqualität zu verbessern. „So ergibt die Innovation nicht nur ökologisch, sondern auch ökonomisch Sinn“, betont Berit Stange. Mit viel Feintuning haben sie und ihre Kollegen das Verfahren noch weiter optimiert und damit dessen Nachhaltigkeit weiter ausgebaut.
Weitere Prozesse auf CO2-Basis geplant
Die Herstellung von Polyol soll jedoch nur ein erster Schritt des Kohlendioxid-Upcyclings sein:„Damit wollen wir nach diesem Muster weitere chemische Prozesse defossilisieren, also unabhängiger von fossilen Rohstoffen machen“, kündigt Leitner an. „Dieses Ziel spornt uns zu weiterer Grundlagenforschung auf dem Gebiet der katalytischen CO2-Umwandlung an.“ Schon die Nominierung für den Deutschen Zukunftspreis bestätige den Ansatz, durch eine enge Kooperation von akademischer und industrieller Forschung zukunftsfähige Techniken und Produkte zu entwickeln, „auch wenn wir dabei anfangs einigen Hindernissen gegenüber stehen“, resümiert der Max-Planck-Forscher.
Drei Teams stehen im Finale des Deutschen Zukunftspreises 2019. Bundespräsident Frank-Walter Steinmeier verleiht am 27. November 2019 den Deutschen Zukunftspreis an eines der drei nominierten Teams.
bl
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