06.03.2023

Katalysator eliminiert Gift und erzeugt Wasserstoff für grüne Kraftstoffe

Katalysator eliminiert Gift und erzeugt Wasserstoff für grüne Kraftstoffe (Credits: Oregon State University)

Einen Katalysator mit Doppelfunktion haben Forscher der Oregon State University entwickelt. Er spaltet Wasser, das mit Herbiziden verseucht ist, in Wasser- und Sauerstoff auf. Gleichzeitig sorgt er dafür, dass die Schadstoffe oxidieren, also mit Sauerstoff reagieren, sodass sie die Gesundheit nicht mehr gefährden können. Das Verfahren ist so effektiv, dass das übrig bleibende Wasser trinkbar ist. Die dazu nötige Energie liefert das Licht der Sonne oder das von Leuchtdioden, die wenig Strom verbrauchen.

Rezept gegen Glyphosat

Als Fotokatalysator, der Sonnenlicht einfängt, sodass er ein höheres Energieniveau erreicht, das zur Wasserspaltung und Herbizid-Oxidation genutzt wird, dient Titandioxid, das in ein metallorganisches Gerüst integriert ist. Es handelt sich um ein künstlich hergestelltes hochporöses Material, das Metall- und Kohlenstoffatome enthält.

Titandioxid ist der am häufigsten verwendete Fotokatalysator. Er kommt in den Mineralien Anatas, Rutil und Brookit vor. Kyriakos Stylianou und sein Team haben entdeckt, dass mit Stickstoff und Schwefel dotiertes Anatas der beste Fotokatalysator für die gleichzeitige Produktion von Wasserstoff und den Abbau des häufig verwendeten, jedoch umstrittenen Herbizids Glyphosat ist.

Erneuerbarer Kraftstoff

"Nur ein kleiner Prozentsatz der Gesamtmenge an Glyphosat wird von Pflanzen aufgenommen", sagt Stylianou. Der Rest belaste die Umwelt, vor allem das Wasser. Das gebe Anlass zur Sorge. "Wasser ist eine reiche Wasserstoffquelle, und die Fotokatalyse ist eine Möglichkeit, die reichlich vorhandene Sonnenenergie der Erde für die Wasserstoffproduktion zu nutzen. Wir zeigen, dass es durch Fotokatalyse möglich ist, einen erneuerbaren Kraftstoff herzustellen und gleichzeitig organische Schadstoffe zu entfernen oder in nützliche Produkte umzuwandeln", so Stylianou.

Die Forscher, darunter der Doktorand Emmanuel Musa, der Postdoktorand Sumandeep Kaur und die Studenten Trenton Gallagher und Thao Mi Anthony, haben die neuen Katalysatoren erfolgreich auch mit Wasser getestet, das mit zwei anderen häufig verwendeten Herbiziden, Glufosinat-Ammonium und 2,4-Dichlorphenoxyessigsäure, verunreinigt war. Selbst bei zusätzlich vorhandenem Glyphosat funktionierte das Verfahren.

Quelle: pte

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06.03.2023

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