Zum Hauptinhalt springen

REDUCTO: Elektrochemische CO2 Reduction

Um dem Klimawandel entgegenzuwirken spielt die Einsparung von Treibhausgasen eine entscheidende Rolle. Viele Technologien beschäftigen sich damit Prozesse die Treibhausgase wie Kohlenstoffdioxid freisetzen durch klimaneutrale Alternativen zu ersetzen. Neben dem Austausch klimaschädlicher Technologien kann auch das Speichern oder Umwandeln von Kohlenstoffdioxid aus der Atmosphäre oder aus Abgasen dem anthropogenen Treibhauseffekt entgegenwirken.

 

Schema der Zelle zur CO2 Reduktion. Enzyme wandeln CO2 in wertvolle Chemikalien um. Dabei wird NADH verbraucht und NAD+ entsteht. Das NAD+ wird an der Kathode der elektrochemischen Zelle zu NADH reduziert. Auf der Anodenseite der Zelle wird Wasser in elementaren Sauerstoff und Protonen zerlegt. Die entstehenden Protonen wandern über eine Membran in den Kathodenraum.

Derzeitige Verfahren um CO2 zu speichern oder umzuwandeln stellen in der Regel nur kurzfristige Lösungen dar, sind schwer zu kontrollieren, da sie hohe Drücke oder Temperaturen benötigen oder zeigen eine schlechte Produktselektivität.

Enzymatisch katalysierter Reaktionen lassen im Gegensatz dazu sehr einfach steuern, da sie bei Atmosphärendruck und Raumtemperatur ablaufen können und jedes Enzym katalysiert einen Reaktionsweg, so dass die Reaktionsprodukte eindeutig bestimmt sind. Während der enzymatischen Umwandlung von CO2 verbrauchen die Enzyme den Kofaktor NADH der als Energielieferant für die Reaktion fungiert. Ziel des Projektes Reducto ist es einen Kreislaufprozess zu schaffen in dem Enzyme CO2 zu hochwertigen Chemikalien (wie z.B. Format und Methanol) umwandeln. Der verbrauchte Kofaktor NADH wird dabei elektrochemisch an einer Elektrode regeneriert. Dies benötigt nur geringe Spannungen und die Kofaktor-Regeneration kann z.B. aus erneuerbaren Energiequellen gespeist werden.

Das Projekt wird aus Mitteln der europäischen Union und durch das Land Bremen, die Senatorin für Klimaschutz, Umwelt, Mobilität, Stadtentwicklung und Wohnungsbau, Förderprogramm Angewandte Umweltforschung, gefördert. Es läuft in Kooperation mit der Arbeitsgruppe Neurobiochemie (Prof. Dr. Ralf Dringen). Während das Hauptaugenmerk der Biochemiker die enzymatische Reaktion ist arbeiten wir in unserer Arbeitsgruppe an der Verbesserung der elektrochemischen NADH Rückgewinnung. Regelmäßiger Austausch und enge Zusammenarbeit zwischen beiden Arbeitsgruppen sind kennzeichnend für dieses Interdisziplinäre Projekt.

Kontakt:

Bösing, Ingmar, M. Sc.
Raum UFT 2210
Tel. 0421 - 218 - 63388

ingmar.bösingprotect me ?!uni-bremenprotect me ?!.de