Mit Kobalt und Strom gegen die Erderwärmung?

Chinesische Forscher arbeiten an einem Katalysator zur Umwandlung von CO2 in nützliche Stoffe.

Es ist nicht das stärkste Treibhausgas, aber es fällt aufgrund seiner schieren Menge ins Gewicht: Kohlendioxid (CO2) entsteht wie Wasser bei jeder vollständigen Oxidation organischer Stoffe. Ob man Zucker, Fett oder Erdöl verbrennt, immer bilden sich CO2 und H2O. Die gegenläufige Reaktion beherrschen die Pflanzen dank eines trickreichen Systems aus lichteinfangenden Molekülen und Enzymen: Sie bauen aus CO2 und H2O mithilfe von Sonnenlicht organische Moleküle – zuerst Zucker – auf, Fotosynthese nennt man das. Dabei verbrauchen sie CO2, wirken damit aktiv gegen die Erderwärmung, das ist vielleicht der wichtigste Grund, warum Klimaforscher das Schwinden der Regenwälder mit gerunzelter Stirn sehen.

Nur vier Atome dicke Schichten

Könnten nicht auch wir CO2 zu organischen Molekülen umwandeln? Damit zugleich das schädliche CO2 loswerden und die Verbindungen (Erdöl! Plastik!) gewinnen, an die wir uns so gewöhnt haben? Im Prinzip ja, aber diese Reduktion – wie man das Gegenteil von Oxidation nennt – kostet Energie. Etwa in Form von Elektrizität: Elektroreduktion nennt man das dann.

„Elektroreduktion von CO2 zu nützlichen Brennstoffen, besonders wenn sie von erneuerbarer Energie getrieben wird, ist eine potenziell ,saubere‘ Strategie dafür, fossile Rohstoffe zu ersetzen und mit den wachsenden CO2-Emissionen und ihren schädlichen Auswirkungen aufs Klima umzugehen“, schreiben Forscher um Yongfu Sun (Hefei, China) in „ Nature“(6. 1.). Das Problem dabei sei es, das recht stabile CO2 zu aktivieren, dafür brauche es sehr hohe Spannungen. Außer wenn man einen geeigneten Katalysator verwendet: diesfalls Kobalt. Die Forscher haben festgestellt, dass sich am besten äußerst dünne, aus nur vier Atomlagen (!) bestehende, teilweise oxidierte Schichten eignen: Es sind einzelne Kobaltatome an der Oberfläche dieser Schichten, die katalytisch aktiv sind – und aus dem CO2 zunächst HCOO– (das Anion der Ameisensäure) machen.

Mag seltsam klingen. Aber wer hätte vor 70 Jahren gedacht, dass dereinst in allen Autos Platin und andere Edelmetalle dazu dienen werden, das giftige CO aus den Abgasen zu CO2 zu oxidieren? (tk)