CO₂ als Rohstoff. Erneuerbare chemische Grundstoffe und Energieträger „aus Luft“

Mehr als nur ein „Klimakiller“: CO₂ lässt sich auch als wertvolle Ressource betrachten. Die Möglichkeiten ihrer Nutzung sind zahlreich. Im Vortrag „CO₂ als Rohstoff“ gibt Dr. Arne Roth vom Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB einen Einblick in seine Arbeit. Der Chemiker und sein Team entwickeln Katalyseverfahren zur Umwandlung von CO₂ zu Basischemikalien, Energieträgern bzw. Kraftstoffen oder Materialien. So lassen sich zwei Fliegen mit einer Klappe schlagen: Einerseits Emissionen abbauen und das Klima schützen, andererseits die chemische Industrie auf eine nachhaltige Rohstoffbasis umstellen.

Roth beschreibt im Vortrag, wie es ihm und seinem Team gelingt, CO₂ auf nachhaltige Weise nutzbar zu machen. Dabei geht er zunächst auf den globalen Kohlenstoffkreislauf als „biointelligente“ Inspiration für seine Forschung ein und erklärt, welche Rolle CO₂ in der Natur spielt. Der IGB-Forscher zeigt auf, dass die Nutzung des Gases als Ressource an sich nichts Neues ist – man denke etwa an die Photosynthese von Pflanzen, die als Rohstoffquelle für zahlreiche technische Verfahren dienen. Aufgrund der begrenzten Verfügbarkeit von Biomasse ist jedoch ein Paradigmenwechsel hin zur direkten technischen Nutzung von CO₂ erforderlich – ohne den Umweg über die Fixierung von CO₂ in Form von Biomasse. Die Herausforderung besteht dabei insbesondere im hohen Bedarf an erneuerbarer Energie.

Dafür haben die Forschenden des IGB passende Lösungsansätze parat − sogenannte Power-to-X- und Power-to-X-to-Y-Verfahren. Dabei wird elektrische Energie aus regenerativen Quellen chemisch gespeichert und im nächsten Schritt mithilfe chemischer, elektrochemischer oder biotechnologischer Prozesse zu vielfältigen Produkten umgewandelt. Roth geht auf diese Verfahren ein und stellt mit dem EU-Projekt CO₂EXIDE – CO₂-basierte Elektrosynthese von Ethylenoxid auch ein konkretes Fallbeispiel vor.

Dr. Arne Roth ist Chemiker und seit 2019 am Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB. Nach seinem Studium in Bielefeld und Promotion an der Friedrich-Schiller-Universität Jena forschte er zunächst als Postdoc am Institut für Nanotechnologie des Karlsruhe Institut für Technologie KIT im Bereich der chemischen Wasserstoffspeicher-Materialien. Heute leitet Roth das IGB-Innovationsfeld Nachhaltige katalytische Prozesse am Institutsteil in Straubing.

Dienstag, 08. Februar 2022, 18 Uhr, Online-Veranstaltung
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