Ein interdisziplinäres Forschungsteam hat ein Verfahren entwickelt, das Kohlendioxid als nutzbare Ressource in der chemischen Industrie einführt. Das neuartige Katalysatorsystem eröffnet damit eine nachhaltige Alternative zur herkömmlichen Herstellung von Estern und trägt zur Reduktion fossiler Rohstoffe bei.
Erarbeitet wurde die Innovation von Forschenden des Leibniz-Instituts für Katalyse (LIKAT), der Ruhr-Universität Bochum und des Unternehmens Evonik Oxeno. Durch die Verbindung von Grundlagenforschung und industrieller Anwendung gelingt es, das Klimagas Kohlendioxid gemeinsam mit grünem Wasserstoff als Basis für wichtige chemische Produkte einzusetzen.
Neuer Ansatz für die Nutzung von Kohlendioxid
In der chemischen Industrie gilt die Carbonylierung als zentraler Prozess zur Herstellung von Estern und Säuren. Dabei werden Olefine – eine Gruppe von Kohlenwasserstoffen – üblicherweise mit Kohlenmonoxid umgesetzt. Diese Stoffe dienen als Ausgangspunkt für zahlreiche Alltagsprodukte, von Acrylglas über Spezialchemikalien bis hin zu Duftstoffen.
Das neue bimetallische Katalysatorsystem ersetzt das giftige Kohlenmonoxid vollständig durch Kohlendioxid und grünen Wasserstoff. Mit den Übergangsmetallen Iridium und Palladium sowie einem bewährten Phosphinliganden gelingt die direkte Umwandlung von Olefinen zu Estern – bei hoher Selektivität zu linearen Produkten, die industriell besonders gefragt sind.
Bedeutung für nachhaltige Chemie
„Die direkte Nutzung von CO2 als Rohstoff ist ein Meilenstein für die nachhaltige Chemie im industriellen Maßstab“, betont Prof. Dr. Robert Franke von Evonik Oxeno. Die enge Zusammenarbeit zwischen Wissenschaft und Industrie zeige, wie innovative Verfahren die Transformation der Chemie voranbringen können.
Auch Dr. Ralf Jackstell vom LIKAT hebt hervor, dass die Entwicklung einen wichtigen Beitrag zur Defossilierung leistet. Kohlendioxid werde dabei nicht mehr als Abfall, sondern als wertvoller Rohstoff betrachtet. So entsteht eine neue Perspektive, um klimarelevante Produkte ressourcenschonend und zukunftsfähig zu produzieren.
Originalpublikation: Mohamed Niyaz Vellala Syed Ali, Weiheng Huang, Xinxin Tian, Haijun Jiao, Ralf Jackstell, Robert Franke, Matthias Beller. Highly Selective Carbonylation of Olefins Using CO2 and H2. IN: Journal of the American Chemical Society, Vol 147/Issue 36, https://doi.org/10.1021/jacs.5c09325