Yahoo Nachrichten Methan - Jetzt verwandeln Forscher den größten Klima-Killer in einen wertvollen Rohstoff
Der unsichtbare Killer: Das Treibhausgas Methan gilt als besonders schädlich für das Klima. Jetzt haben US-Forscher eine Möglichkeit gefunden, wie sich Methan aus der Atmosphäre entfernen lässt - und auch noch weiterverwendet werden kann.
Mit einem in den USA entwickelten Verfahren lässt sich das Treibhausgas Methan bei Umgebungstemperatur und normalem Luftdruck aus der Atmosphäre entfernen. Bisher war dies nur bei hohen Temperaturen und hohem Druck effizient möglich. Zudem könnten die entstehenden Substanzen womöglich bei der Kunststoffherstellung Verwendung finden.
Eine Katalysator-Kombination aus einem Zeolith und einer Alkoholoxidase, einem natürlich vorkommenden Enzym, macht das Verfahren möglich. Die Forscher zeigten, dass die Katalysatoren auch in festen Materialien wie Farben eingesetzt werden können. Die Studie der Gruppe um Michael Strano vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge wird im Fachmagazin „Nature Catalysis“ vorgestellt.
Methan „in etwas Nützliches umwandeln“
Methan ist ein starkes Treibhausgas , auf 100 Jahre gerechnet 28-mal so stark wie Kohlendioxid (CO2). In kürzeren Zeiträumen ist es noch wirksamer, aber es zerfällt nach einigen Jahren in der Atmosphäre. Es gibt natürliche Methanquellen wie Vulkane oder Permafrostböden und menschengemachte Quellen wie Rinderhaltung, Reisanbau und die Förderung und Nutzung von Erdgas.
Wie sich das Methan nutzen ließe, werde schon länger erforscht , erklärte Strano. „Es ist eine Kohlenstoffquelle und wir wollen es aus der Atmosphäre fernhalten, es aber auch in etwas Nützliches umwandeln.“
Günstiger Trick
Mehrere Studien haben in letzter Zeit demonstriert, dass Zeolithe sich gut als Katalysatoren für eine Methan-Umwandlung eignen. Zeolithe sind Aluminiumsilikate, von denen rund 60 Typen als natürliche Mineralien vorkommen und mehr als 100 im Labor synthetisiert worden sind. Sie bewirken, dass das eigentlich stabile Methanmolekül, bestehend aus einem Kohlenstoffatom und vier Wasserstoffatomen, an chemischen Reaktionen teilnimmt. Zeolithe wie auch Alkoholoxidasen sind günstig zu beschaffen.
Als Zeolith setzten die MIT-Forscher ein durch Eisen modifiziertes Aluminiumsilikat namens Fe-ZSM-5 ein. In einer wässrigen Lösung bewirkt es, dass an der Wasseroberfläche Methan aus der Luft mit Sauerstoff zu Methanol reagiert. Im zweiten Schritt katalysiert die Alkoholoxidase eine Reaktion von Methanol und Sauerstoff aus der Luft zu Formaldehyd und Wasserstoffperoxid.
Formaldehyd kann als Basis für die Bildung von Polymeren (also Kunststoffen) verwendet werden, während Wasserstoffperoxid den Sauerstoff für die erste Reaktion liefert, so dass sich ein Reaktionskreislauf bildet. Um den Kreislauf in Gang zu setzen, wird zu Beginn etwas Methanol zugegeben.
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Hoffen auf Harnstoff
Eine Möglichkeit der Verwertung besteht im Zugeben von Harnstoff. Dadurch entsteht Methylen-Diharnstoff, ein Zwischenprodukt bei der Herstellung von Harnstoffharz. Dieser Kunststoff härtet schnell aus und ist abriebfest, er wird unter anderem für Laminate und in Textilien eingesetzt.
Die Forscher brachten Formaldehyd und Harnstoff auf winzigen Partikel Titandioxid auf, einem häufig verwendeten Pigment für weiße Farbe. Nach heißem Pressen entsteht ein Katalysator-Weißpigment. Nach Vorstellungen der Wissenschaftler könnte diese Substanz in Erdgasleitungen zur Oberflächenversiegelung aufgebracht werden. Dabei könnte das bei der katalysierten Reaktion entstehende Kunstharz kleine Risse abdecken und so Leckagen verhindern.
„Diese Arbeit präsentiert einen nachhaltigen Weg zur Methanoxidation, der durch Sauerstoff in der Luft unter Umgebungsbedingungen angetrieben wird, hochwertige Polymere produziert und so Methanemissionsströme aufwertet“, schreiben die Studienautoren. Aktuell forschen sie an Katalysatoren, die CO2 aus der Luft binden und unter Zugabe von Nitrat zu Harnstoff reagieren lassen. Dann könnte neben dem Formaldehyd auch der Harnstoff aus einem Treibhausgas hergestellt werden.
