Verfahrenstechnik: Effizienz von Katalysatoren steigern

Um Produkte wirtschaftlich und nachhaltig herzustellen, müssen Rohstoff- und Energiebedarf sowie Nebenprodukte reduziert werden – etwa durch den Einsatz von Katalysatoren, welche die Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion beeinflussen. Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben nun ein flexibles Messzellenkonzept entwickelt, das die Untersuchung von Reaktionen an Katalysatoren näher an den tatsächlichen Betriebsbedingungen erleichtert. Die Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Review of Scientific Instruments veröffentlicht.

„Um Katalysatoren für einen wirtschaftlichen und nachhaltigen Langzeitbetrieb zu entwickeln, müssen wir die Mechanismen verstehen, die während einer Reaktion ablaufen“, sagt Roland Dittmeyer vom Institut für Mikroverfahrenstechnik des KIT. „Mit der Röntgenabsorptionsspektroskopie können wir detaillierte Einblicke in die Katalysatorstruktur erhalten. Die neu entwickelte Messzelle erlaubt nun Studien unter Bedingungen, die für viele interessante Reaktionen in flüssigen Medien näher an den tatsächlichen industriellen Betriebsbedingungen liegen: Temperaturen bis 100 Grad Celsius und ein Druckbereich bis 100 bar.“ Bestehende Konzepte dagegen zielten entweder auf sehr niedrige oder sehr hohe Drücke und Temperaturen ab. Der Einsatz der Messzelle ermögliche ein vertieftes Verständnis der katalytischen Vorgänge auf atomarer Ebene, so Dittmeyer. Dies eröffne künftig die Möglichkeit einer erhöhten Effizienz katalytischer Reaktionen.

swi, 18.01.2022