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(00178) 29.06.2000 14:56

Funktion von Katalysatoren - neuer SFB an der RUB


Bochum, 29.06.2000
Nr. 175

Die Funktion von Katalysatoren besser verstehen
RUB-Chemiker bekommen neuen SFB
Methanolherstellung im Blickpunkt


Die Funktion von Katalysatoren nimmt ab 1. Juli 2000 der
neue DFG-Sonderforschungsbereich 558
"Metall-Substrat-Wechselwirkungen in der heterogenen
Katalyse" (Sprecher: Prof. Dr. Christof Wöll, Lehrstuhl für
Physikalische Chemie I) an der Fakultät für Chemie der
Ruhr-Universität unter die Lupe. Denn obwohl in
industrialisierten Ländern etwa 20 Prozent des
Bruttosozialproduktes direkt oder indirekt mit ihrer Hilfe
erwirtschaftet werden, sind viele der grundlegenden Prozesse
noch nicht ganz verstanden: Was genau an der Oberfläche des
Katalysators - meist eines Metalls - geschieht, wollen die
Forscher nun herausfinden. Zunächst widmen sie sich der
Herstellung von Methanol mit Hilfe von auf Zinkoxid
aufgebrachten Kupferpartikeln. Mit diesem inzwischen 11. SFB
nimmt die RUB eine Spitzenstellung in der deutschen
Forschungslandschaft ein. 

Zu dieser Presseinformation finden Sie ein Bild unten am
Ende des Textes.

Termin für Wissenschaftsjournalisten Ende September

Voraussichtlich zum Ende September werden die Medien
gesondert zu einem Journalistenseminar eingeladen, auf dem
Projekte und Struktur des SFB in Laboren der RUB vorgestellt
werden. 

Nützlich nicht nur im Auto: der Katalysator

Katalysatoren sind überall: Im Alltag sind sie uns aus dem
Auto bekannt, wo sie längst Pflicht sind und die Schadstoffe
im Abgas verringern - und nicht nur das: Nur der Umsetzung
des Erdöls mit Katalysatoren ist es zu verdanken, dass der
Treibstoff für moderne Hochleistungsmotoren überhaupt
geeignet ist. In der chemischen Industrie beruhen 80 Prozent
der Wertschöpfung auf katalytischen Verfahren. Katalysatoren
beschleunigen chemische Reaktionen, sorgen dafür, dass sie
bei niedrigen Temperaturen und Drücken ablaufen können, und
dass das gewünschte Produkt und weniger überflüssige
Nebenprodukte entstehen. So weit, so nützlich - der
Schlüssel für eine gezielte Optimierung von Katalysatoren
ist aber ein genaues Verständnis ihrer Funktion. Bisher
mangelt es daran, und hier setzt der Bochumer SFB an. 

Was genau im Katalysator passiert

Die Chemiker erforschen die heterogene Katalyse, bei der der
Katalysator als Festkörper vorliegt. An seiner Oberfläche
erfolgt die Umsetzung der Ausgangsstoffe. Je nach
gewünschtem Resultat werden unterschiedliche Materialien als
Katalysator eingesetzt: In der Redoxchemie dominieren
Metallkatalysatoren, in der Säure-Base-Chemie Zeolithe
(Siedesteine) und basische Oxide, bei selektiven Oxidationen
mehrkomponentige Mischoxide. Die Prozesse, die an
metallischen Oberflächen ablaufen, sind der Wissenschaft am
ehesten bekannt, das Wissen über Vorgänge in Zeolithen oder
Übergangsmetalloxiden ist dagegen sehr gering, weil der
experimentelle Zugang schwieriger ist. Dass das reine Metall
eingesetzt wird, kommt außerdem selten vor; meistens werden
die Eigenschaften des Metalls durch Promotoren und spezielle
Träger verändert. Die Wirkungen dieser Modifizierungen auf
die Aktivität des Metalls stehen im Mittelpunkt der
Forschungen des neuen SFB. Für die ersten drei Jahre
konzentrieren sich die Forscher besonders auf die
Methanolsynthese.

Methanol als Versuchskaninchen

Methanol ist hinter Ammoniak und Schwefelsäure die
dritthäufigst hergestellte Grundchemikalie, deren weltweite
Produktion dieses Jahr dreißig Millionen Tonnen übersteigen
wird. Zur Zeit werden ca. 15 Prozent im Treibstoff- und
Energiesektor verwendet. Da Methanol ein geeigneter
Treibstoff für brennstoffzellengetriebene Fahrzeuge ist,
verfügt dieser Bereich für die Zukunft über das größte
Wachstumspotential. Es wird mit Hilfe von Kupferpartikeln,
die auf Zinkoxid aufgebracht werden, gewonnen.
Kupferkatalysatoren werden ebenso wie Zinkoxid in der
industriellen, organischen Chemie für Hydrier- und
Dehydrierreaktionen eingesetzt. Erst die Anlagerung von
Kupferpartikeln auf Zinkoxid steigert die entscheidende
Aktivität des Katalysators erheblich.

Wie man Reaktionen auf die Schliche kommt

Die Bochumer Chemiker werden sich diesen Prozessen mit
verschiedenen Ansätzen nähern: Zum Einen werden sie mit
spektroskopischen Methoden die Reaktionen am Katalysator
beobachten. Zum Anderen werden sie durch spezielle
anorganische Methoden Metall-Trägersysteme herstellen, auf
bekannte Festkörperoberflächen Metalldeposite aufbringen und
deren chemische Aktivität charakterisieren. In Verbindung
mit theoretischen, quantenchemischen Berechnungen wollen sie
so zu einem detaillierten Verständnis der elektronischen und
geometrischen Struktur der für die Funktion maßgeblichen
Eigenschaften des Katalysators gelangen. 

Weitere Informationen

Prof. Christof Wöll, Fakultät für Chemie der
Ruhr-Universität, 44780 Bochum, Tel. 0234/32-25529, Fax:
0234/32-14-182, Email: woell@pc.ruhr-uni-bochum.de



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Mit freundlichen Gruessen

Dr. Josef Koenig
RUB - Ruhr-Universitaet Bochum
- Pressestelle -
44780 Bochum
Tel: + 49 234 32-22830, -23930
Fax: + 49 234 32-14136
Josef.Koenig@ruhr-uni-bochum.de

Schauen Sie doch bei uns mal rein:
http://www.ruhr-uni-bochum.de/pressestelle

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