Projekt

Durch die Klimadebatte haben viele Menschen eine negative Assoziation mit Kohlenstoffdioxid (CO2). Die Projektpartner stellen mit der Nutzbarmachung von CO2 als Kohlenstoffquelle für chemische Syntheseprodukte einen neuen Ansatz vor, der diese Ansicht grundlegend ändern könnte. Sie machen entscheidende Fortschritte in der Entwicklung von Katalysatorsystemen, die eine effiziente Fixierung und stoffliche Verwertung von CO2 ermöglichen.

Die chemische Industrie ist für die Synthese zahlreicher Produkte auf petrochemische Ausgangsstoffe als Kohlenstoffquelle (C-Quelle) angewiesen. Im Hinblick auf die Endlichkeit der Erdölressourcen müssen für die Zukunft neue C-Quellen gefunden werden. Anliegen des Forschungsprojektes ist die Fixierung und die stoffliche Verwertung von CO2. Durch die Entwicklung chemischer Prozesse zur Synthese von monomeren und polymeren Carbonaten soll CO2 zu einem kostengünstigen, unschädlichen und leicht verfügbaren Synthesebaustein werden. Eine Grundvoraussetzung dafür ist, dass sich Katalysatorsysteme stoff- und energieeffizient darstellen lassen, die das sonst reaktionsträge CO2 aktivieren.

Dazu wurden zwei grundsätzlich verschiedene Ansätze verfolgt: Zum einen wurde die Entwicklung hoch aktiver und selektiver Katalysatorsysteme für die Synthese von Polyether-Polycarbonat-Polyolen (PPP) aus CO2 verfolgt. PPP können der Herstellung maßgeschneiderter Polyurethane (PU) mit verbesserten Eigenschaften wie z.B. biologische Abbaubarkeit dienen. Zum anderen wurde die katalytische Synthese von monomeren Carbonaten wie Dimethyl- und Diphenylcarbonat auf unterschiedlichen Wegen bearbeitet. 

Ergebnisse:

• Eine Reihe von vorteilhaften DMC-Katalysatorrezepturen konnte identifiziert werden. Insbesondere der CO2-Einbau konnte erheblich gesteigert werden.
• Es konnten mehrere vielversprechende Katalysatorsysteme für die PPP-Synthese gefunden werden. Deren wichtigste Leistungskenndaten sind Aktivitäten bis 10700 g (PPP) / g (Kat), Restmengen von 70 - 190 ppm und Selektivitäten von 94,5 - 98,2 %.
• Durch die gezielte Entwicklung des sehr aktiven DMC-Katalysatorsystems konnte der Einbau von zehn auf über 25 Gew.-% gesteigert werden. Gleichzeitig wurde die Selektivität der Reaktion um den Faktor drei gesteigert.