Nachhaltige Katalyse

Sustainable Catalysis (SusCat) ist ein internationales Forschungsprojekt zur Entwicklung neuar- tiger Katalysatoren, die vor allem die Herstellung von synthetischen Treibstoffen z.B. aus CO2 effizient ermöglichen. Derzeit werden diese Reaktionen mittels Übergangsmetallkatalysatoren wie etwa Platin oder Wolframverbindungen ermöglicht. Dies stellt vor allem in Hinblick auf deren wachsenden Einsatz Stichwort CO2-Neutralität ein Problem dar, da diese Metalle nicht grenzenlos verfügbar sprich teuer sind. SusCat sucht einen Ausweg, indem alternative, metall- freie Katalysatoren entwickelt werden. Die Idee ist simpel katalytische Sequenzen aus der Natur wie etwa in Enzymen werden in Halbleiter-Polymeren eingebaut so mimen die Forscher Philipp Stadler von der Johannes Kepler Universität Linz und Tsukasa Yoshida von der Yama- gata Universität die Natur sie bauen ein elektrisch-leitendes mit katalytischen Sequenzen be- stücktes Material. So ermöglichen sie die Aktivierung durch elektrischen Strom ähnlich den me- tallischen Katalysatoren. Die Forscher haben bereits erfolgreich Materialien gezeigt, die auf Au- genhöhe mit Metallsystemen operieren. SusCat entwickelt diese Systeme weiter durch Einbau neuer katalytische Sequenzen und durch Verbreiterung ihres Einsatzgebiets. Ziel ist es, einen katalytischen Zyklus zu entwickeln, der die Synthese effizient ermöglicht und dabei nur aus nachhaltigen, überall verfügbaren Materialien besteht. Diese Materialen können in Zukunft für diverse katalytische Prozesse eingesetzt werden, wo immer die Natur bereits eine Lösung an- bietet.

Das internationale Joint Projekt "Sustainable Catalysis" - "Nachhaltige Katalyse" repräsentiert eine Forschungsprogramm mit dem Ziel, neue Katalysatoren für Wasserspaltung und CO2-Recycling zu erkunden. Die zentrale Grundlage ist vor allem die Erkenntnis, das metall-freie bio-inspirierte organische Halbleiter und Polymere die Rolle von klassischen Metallen wie Platin übernehmen können und ähnliche oder gar bessere katalytische Wirkung entfalten. Die Projektleiter an der Johannes Kepler Universität in Linz und an der Yamagata Universität, Philipp Stadler und Tsukasa Yoshida, haben gemeinsam solch hocheffiziente und nachhaltige Katalysatoren für CO2-Recycling und Wasserstoffevolution demonstriert, und darüber hinaus, auch neue Anwendungsfelder wie die elektrochemische Wasserstoffspeicherung erschlossen. Diese Ergebnisse erwarten einen erheblicher Schub in der Katalysatorforschung hin zu bio-inspirierten und vor allem nachhaltigen Materialien.