Goldatome verwandeln Klimagas CO2 in Methan

Forscher unter der Leitung von Hefeng Cheng von der Shandong University haben einen wirtschaftlichen Weg zur Umwandlung von CO₂ in Methan mittels Katalysator gefunden. Gold galt immer schon als Top-Favorit, doch die Atome haben die Angewohnheit zu verklumpen, sodass sich die katalytisch aktive Oberfläche massiv reduziert. Genau dieses Verklumpen konnte nun verhindert werden.

Beim neuen Katalysator treten die Atome solo auf. Aufgrund ihrer einzigartigen elektronischen Strukturen verhalten sich Einzelatomkatalysatoren anders als herkömmliche Metall-Nanopartikel. Auch wenn sie an einem geeigneten Träger befestigt sind, stehen fast alle einzelnen Atome als aktive katalytische Zentren zur Verfügung. In diesem neuen Katalysator sind die singulären Goldatome in einer ultradünnen Zink-Indiumsulfid-Nanoschicht verankert.

Das Team bezieht die Energie, die es für die Umwandlung von CO₂ in Methan benötigt, aus der Sonne, genauer gesagt aus einem Rutheniumkomplex, der unter dem Einfluss von Sonnenlicht zur Elektronenkanone wird. Die elektrisch negativen Teilchen landen mithilfe der Goldatome in den CO₂-Molekülen. Diese werden angeregt, sodass sie, anders als im Rohzustand, bereit sind, Wasserstoffatome aufzunehmen, da die hinderliche Energiebarriere abgesenkt wird. Es entsteht Methan, das sich nicht nur als Ersatz für Erdgas, wie etwa in Heizungssystemen eignet, sondern auch in Fahrzeugmotoren verbrennen lässt. Die Nutzung ist, anders als bei Erdgas, klimaneutral, weil nur so viel CO₂ frei wird, wie zuvor eingefangen wurde. (pte)

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