Forskare vid Ruhr-Universität Bochum har hittat ett sätt att förvandla klimatskadande CO2 till en alkohol som skulle kunna fungera som råvara för den kemiska industrin utan att producera stora mängder saltavfall. Reaktionsmekanismen beskrivs av Timo Wendling och Prof Dr Lukas Goossen, tillsammans med en kollega från Kaiserslauterns tekniska universitet, i journalen Kemi—A European Journal .
Att omvandla koldioxid till en alkohol utan att orsaka oönskade avfallsprodukter kräver en tvåstegsreaktion. Problemet:Av energiskäl, de två delreaktionerna är praktiskt taget omöjliga att förena. För att göra processerna kompatibla ur termodynamisk synvinkel, lämpliga katalysatorer behövs för att underlätta de partiella reaktionerna.
Teamet testade många ämnen och hittade slutligen två katalysatorer med de egenskaper som krävs:en kopparförening för det första reaktionssteget och en rodium/molybdenförening för det andra steget. Den exakta sammansättningen och mängden lösningsmedel i vilket reaktionen ägde rum var också avgörande.
I den första delreaktionen, kallas karboxylering, forskarna kopplade CO2 till en kolväteförening. För det här syftet, en proton (H + ) frigörs från kolväteföreningen; CO2-molekylen dockar vid den lediga platsen, vilket resulterar i en syra. Överskottet av proton tas upp av en bas. I det andra steget, kallas hydrering, syran omvandlas till en alkohol genom en överföring av protoner. Basen frigör den tidigare tagna protonen och återvinns på så sätt.
Teamet visade genomförbarheten av denna reaktion med kolväteföreningen fenylacetylen. Ytterligare studier måste visa om principen även kan utvidgas till andra organiska föreningar. Med detta katalysatorsystem, forskarna uppnådde en återvinningsgrad på 40 procent för basen. "Detta visar att basen inte förstörs under reaktionen, men att processen fortfarande måste förbättras avsevärt för att bli användbar i industriell skala, säger Lukas Goossen, en medlem av Excellence Cluster Ruhr Explores Solvation, Lös kort. "Vi har tagit ett första viktigt steg mot att utnyttja CO2 för den kemiska industrin, vilket skulle vara en stor ekonomisk och miljömässig fördel."
