Große Fortschritte bei der CO2-Abscheidung mit häufigen Elementen als photokatalytisches System
Forscher des Tokyo Institute of Technology haben eine CO2-Reduktionsmethode entwickelt, die nur auf häufig vorkommenden Elementen basiert. Mit einer Gesamtausbeute von 57% an CO2-Reduktionsprodukten ist es das leistungsstärkste System seiner Art, das es bisher gab, und eröffnet Perspektiven für kostengünstige Lösungen zur CO2-Abscheidung.
Dies ist die Struktur von CuPS, dem Kupferkomplex, der sich als Redox-Photosensibilisator verhält, und dem in der Studie entwickelten Katalysator auf Manganbasis.
Journal of the American Chemical Society
Da die globale Erwärmung eine der größten Herausforderungen für die Menschheit im 21. Jahrhundert darstellt, ist das Bestreben, die zunehmenden CO2-Emissionen einzudämmen, dringlicher denn je.
In einer Studie berichten Osamu Ishitani und Kollegen vom Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech) und dem japanischen National Institute of Advanced Industrial Science and Technology über ein photokatalytisches System, das Wissenschaftler dem Erreichen einer künstlichen Photosynthese näher bringt - das Ziel, ein nachhaltiges System zu schaffen, ähnlich der Art und Weise, wie Pflanzen CO2 in nützliche Energie umwandeln, indem sie erdreiche Metalle verwenden.
Obwohl für die CO2-Reduktion von Metallkomplexen als photokatalytische Systeme berichtet wurden, verwendeten viele von ihnen Edel- und/oder Seltenmetallkomplexe. Im Vergleich zu diesen Ansätzen, die seltene Metalle verwenden (wie Ruthenium und Rhenium), ist die Verwendung häufig vorkommender Metalle "grüner" und kostengünstiger und hat daher großes Interesse geweckt.
Ein Kupferkomplex (CuPS) erwies sich als stabiler und effizienter Redox-Photosensibilisator, da der Abbau nur 2% nach 12 Stunden Bestrahlung betrug. Darüber hinaus zeigte CuPS eine viel stärkere Reduktionsfähigkeit als andere bisher untersuchte Photosensibilisatoren.
Insbesondere die Zahl von 57% ist bemerkenswert, wie die Forscher kommentieren: "Nach unserem besten Wissen ist dies der höchste Ausbeute für die CO2-Reduktion mit reichlich vorhandenen Elementen und die Ausbeute ist vergleichbar mit der von Edelmetallen."
Die Studie zeigt, dass zunehmende Fortschritte in der Chemie einen großen Einfluss auf das übergeordnete Ziel haben können, auf eine Zukunft ohne fossile Brennstoffe hinzuarbeiten.
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