Vom Treibhausgas zum wertvollen Rohstoff

Für Klimaschützer ist CO₂ ein schädliches Treibhausgas, für Chemiker hingegen eine potenzielle Rohstoffquelle. Schließlich lässt sich das Kohlenstoffatom im CO₂ zum Aufbau neuer Moleküle verwenden. Theoretisch zumindest, denn in der Praxis erweist sich das Gas als reaktionsträge und lässt sich nur mit viel Energie in wertvolle Chemiebausteine verwandeln. Was weder besonders wirtschaftlich noch umweltfreundlich ist.

Das Treibhausgas kann also nur zum Rohstoff werden, wenn der Energieverbrauch der jeweiligen Synthese geringer ist als beim herkömmlichen Herstellungsverfahren. Hierzu werden maßgeschneiderte Katalysatoren und ein energiereicher Reaktionspartner, der klimaneutral erzeugt wurde, benötigt. Diesen Weg verfolgt Evonik mit den Universitäten Aachen, Dortmund und Bochum im Projekt H₂ECO₂, das vom Ministerium für Innovation, Wissenschaft, Forschung und Technologie des Landes NRW gefördert und von der Europäischen Union kofinanziert wird. Ausgestattet mit rund sieben Millionen Euro "wollen wir mit unseren Partnern in drei Jahren für Polymere und Spezialchemikalien neue Verfahren entwickeln, die mit CO₂ als Rohstoff ökonomische und ökologische Vorteile bieten", sagt Dr. Daniela Kruse, Projektleiterin bei Creavis Technologies & Innovation, der strategischen Forschungs- und Entwicklungseinheit von Evonik. "Energiereicher Reaktionspartner soll Wasserstoff sein, der unter Einwirkung von Sonnenlicht aus Wasser entsteht."

Während die Hochschulen die Katalysatoren für die Umsetzung des CO₂ und die regenerative Erzeugung des Wasserstoffs entwickeln, ist Evonik für die wirtschaftlichen, ökologischen und technischen Aspekte verantwortlich. Im Mittelpunkt steht dabei das Science-to-Business Center Eco², in dem sich die Creavis seit zwei Jahren mit zehn öffentlich geförderten Forschungsprojekten auf die Themen Ressourceneffizienz und Klimaschutz fokussiert. Für das Projekt H₂ECO₂ definiert Creavis die Zielmoleküle, bei denen CO₂ als Rohstoff wirtschaftliche Vorteile bieten soll. Per Ökobilanz wird überprüft, ob der eingeschlagene Weg im Vergleich zur herkömmlichen Synthese nachhaltiger ist.

Bereits jetzt hat die enge, interdisziplinäre und offene Zusammenarbeit zu wesentlichen Erkenntnissen geführt. So hat Evonik mehrere Zielmoleküle verworfen, weil sie sich nicht realisieren ließen. Umgekehrt machten die Hochschulen die Erfahrung, dass nicht alles, was im Labor machbar ist, im Großmaßstab wirtschaftlich und nachhaltig umgesetzt werden kann. Gleichwohl gibt es nach gut einem Jahr bereits viel versprechende Ergebnisse. Beispielsweise Katalysatoren, die mit Blick auf die geforderten ökologischen und ökonomischen Vorteile jetzt noch weiter optimiert werden müssen. Möglich wurde dieser erste wissenschaftliche Erfolg durch die gleichberechtigte Zusammenarbeit aller Partner an einem ambitionierten Ziel: CO₂ in die Wertschöpfungskette zurückzuführen und so einen Beitrag zum Klimaschutz zu leisten.