Onderzoekers van de Ruhr-Universität Bochum hebben een manier gevonden om klimaatschadelijke CO2 om te zetten in een alcohol die als grondstof voor de chemische industrie kan dienen zonder grote hoeveelheden zoutafval te produceren. Het reactiemechanisme is beschreven door Timo Wendling en Prof. Dr. Lukas Goossen, samen met een collega van de Technische Universiteit van Kaiserslautern, in het journaal Chemie — een Europees tijdschrift .

Om kooldioxide om te zetten in alcohol zonder ongewenste afvalproducten te veroorzaken, is een reactie in twee stappen nodig. Het probleem:om energieredenen de twee deelreacties zijn vrijwel onmogelijk met elkaar te verzoenen. Om de processen vanuit thermodynamisch oogpunt compatibel te maken, geschikte katalysatoren zijn nodig om de partiële reacties te vergemakkelijken.

Het team testte tal van stoffen en vond uiteindelijk twee katalysatoren met de vereiste eigenschappen:een koperverbinding voor de eerste reactiestap en een rhodium/molybdeenverbinding voor de tweede stap. De exacte samenstelling en hoeveelheid oplosmiddel waarin de reactie plaatsvond, was ook cruciaal.

In de eerste deelreactie, carboxylatie genoemd, de onderzoekers koppelden CO2 aan een koolwaterstofverbinding. Voor dit doeleinde, een proton (H ⁺ ) wordt vrijgemaakt uit de koolwaterstofverbinding; het CO2-molecuul dokt op de lege plek, wat resulteert in een zuur. Het overtollige proton wordt opgenomen door een base. In de tweede stap, hydrogenering genoemd, het zuur wordt omgezet in een alcohol door een overdracht van protonen. De base maakt het eerder ingenomen proton vrij en wordt zo gerecycled.

Het team toonde de haalbaarheid van deze reactie aan met de koolwaterstofverbinding fenylacetyleen. Nader onderzoek moet uitwijzen of het principe ook kan worden uitgebreid naar andere organische verbindingen. Met dit katalysatorsysteem de onderzoekers bereikten een recyclingpercentage van 40 procent voor de basis. "Hieruit blijkt dat de base niet wordt vernietigd tijdens de reactie, maar dat het proces nog aanzienlijk verbeterd moet worden om bruikbaar te worden op industriële schaal, " zegt Lukas Goossen, lid van het Excellence Cluster Ruhr Explores Solvation, Oplossen in het kort. "We hebben een eerste belangrijke stap gezet in het benutten van CO2 voor de chemische industrie, wat een groot economisch en milieuvoordeel zou zijn."