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Kohlendioxid mittels Nanopartikel-Katalysatoren in nützliche Substanzen umwandeln

CO2--RecyclingNanopartikel-Katalysatoren

Der Europäische Forschungsrat fördert die Katalysatorforschung der Bochumer Wissenschaftlerin Beatriz Roldán Cuenya. Ultimativ könnte das helfen, klimaschädliches CO2 sinnvoll zu nutzen.

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Beatriz Roldán Cuenya erhält eine renommierte Förderung vom Europäischen Forschungsrat. ( © RUB, Marquard)

Prof. Dr. Beatriz Roldán Cuenya von der Ruhr-Universität Bochum (RUB) erhält einen der renommierten Consolidator Grants vom Europäischen Forschungsrat (ERC). Die Förderung beläuft sich auf zwei Millionen Euro für fünf Jahre. Die Wissenschaftlerin strebt an, mit den Mitteln neue Einblicke in die katalytischen Fähigkeiten von Nanopartikeln zu gewinnen, insbesondere wie sich Größe, Form und chemischer Zustand der Partikel während einer katalytischen Reaktion ändern.

Winzige Metallpartikel, gerade einmal 1 bis 50 nm groß, können als Katalysatoren für verschiedene Reaktionen dienen. Mehrere Parameter beeinflussen die katalytische Aktivität der Nanopartikel: ihre Größe und Form, das Trägermaterial, an das die Partikel gebunden sind, die Umgebung sowie der chemische Zustand der Partikel, also zum Beispiel ob sie als reines Metall oder als Oxid vorliegen.

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Katalysatoren für das CO2-Recycling

Die Rolle der Partikelform ist bislang kaum verstanden; hinzu kommt, dass die oben genannten Parameter sich gegenseitig beeinflussen. Beatriz Roldán Cuenya möchte im Detail verstehen, wie die geometrischen und elektronischen Eigenschaften der Nanopartikel deren katalytische Aktivität bestimmen. Das würde es ermöglichen, gezielt Katalysatoren mit bestmöglicher Effizienz zu designen.

Die Bochumer Forschung im Rahmen des ERC-Grants konzentriert sich dabei auf Katalysatoren für zwei chemische Reaktionen, die Kohlendioxid in nützliche Substanzen umwandeln. Dabei verwenden die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler den gleichen Katalysator für zwei sehr unterschiedliche Arten von Reaktion: Die erste findet in der Gas-Phase bei hohem Druck statt (Reduktion von Kohlendioxid mit Wasserstoff), die zweite in der flüssigen Phase (elektrochemische Reduktion von Kohlendioxid). Ziel ist es, die Effizienz dieser Reaktionen zu steigern, zum Beispiel indem die Menge an unerwünschten Nebenprodukten reduziert wird.

„Die Ergebnisse sollen neue Wege eröffnen, um das Klimagas CO2 direkt in wertvolle Chemikalien und Brennstoffe umzuwandeln, zum Beispiel Methanol, Ethanol, Propanol, Methan oder Ethylen", sagt Roldán Cuenya, Leiterin des Lehrstuhls für Festkörperphysik und Mitglied im Exzellenzcluster Resolv.

Zur Person

Beatriz Roldán Cuenya studierte Physik an der Universität in Oviedo, Spanien. Im Jahr 2001 schloss sie an der Universität Duisburg-Essen ihre Promotion im Bereich Festkörperphysik ab. Sie arbeitete anschließend als Postdoktorandin an der University of California in Santa Barbara und nahm 2004 eine Stelle als Assistant Professor an der University of Central Florida (Orlando) an, wo sie 2012 Full Professor wurde. Seit 2013 hat Beatriz Roldán Cuenya den Lehrstuhl für Festkörperphysik der RUB inne und ist Mitglied des Exzellenzclusters Ruhr Explores Solvation, kurz Resolv.

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