Die globale Erwärmung ist ein zunehmend besorgniserregendes Problem. Obwohl der Treibhauseffekt ein notwendiger Prozess ist, um die Lebensbedingungen auf der Erde aufrechtzuerhalten, erhöhen unsere heutigen Gesellschaften die Emission von Treibhausgasen in die Atmosphäre und erhöhen ihre Temperatur, indem sie mehr Wärme als nötig zurückhalten. Die Natur versucht dieser Situation entgegenzuwirken: Pflanzen können Energie aus Sonnenlicht gewinnen und CO2 in chemische Energie und organische Stoffe umwandeln.
Inspiriert von diesem natürlichen Prozess hat die Gruppe für Supramolekulare und nachhaltige Chemie der Abteilung für Anorganische und Organische Chemie der Universitat Jaume I in Castelló einen Katalysator entwickelt, der CO2 in chemische Produkte mit hohem Mehrwert umwandeln kann, insbesondere in zyklische Carbonate. Die Technologie, die auf experimenteller Ebene in der Laborumgebung validiert wurde, sucht nach Entwicklung und Anpassung in spezifischen Anwendungen durch spezifische Vereinbarungen und Lizenzen mit Unternehmen.
Diese Erfindung, die auf dem Gebiet der synthetischen Chemie und auch der Umweltchemie angesiedelt ist, wäre in Industrien anwendbar, die Abfallströme mit einem hohen Gehalt an Kohlendioxid (CO2) erzeugen, und in Industrien im Feinchemikalien- oder Pharmasektor, die chirale zyklische Carbonate als Zwischenprodukte verwenden . Das neue Pseudopeptid-Katalysatorsystem ermöglicht die enantioselektive Herstellung zyklischer Carbonate aus verdünntem CO2 unter milden Druck- und Temperaturbedingungen.
Somit kann dieser Katalysator zur Entwicklung einer zirkulären und nachhaltigen Wirtschaft beitragen, in der ein Abfall oder Rückstand aus einer Industrie zum Rohstoff für eine andere wird. Diese Technologie ermöglicht die Herstellung von Produkten mit hoher Wertschöpfung wie zyklischen Carbonaten, die wichtige Industriechemikalien mit vielfältigen Anwendungen sind: umweltfreundliche Lösungsmittel, Lithium-Ionen-Batterien, Farben und Beschichtungen, Harze, Vorstufen für Polymermaterialien und Polymerverarbeitung in der Feinchemie.
Bildnachweis: Asociacion RUVID
Einige ihrer technischen Vorteile sind die Tatsache, dass diese chiralen Bimetallkatalysatoren nicht die Anwesenheit eines Cokatalysators erfordern; sie sind in der Lage, unter milden Druck- und Temperaturbedingungen zu wirken und können aufgrund ihrer Pseudopeptidstruktur biologisch abbaubar sein. Diese Eigenschaften ermöglichen Kosteneinsparungen, reduzieren den bei der Katalyse entstehenden Abfall, nutzen Restenergie wieder (Kreislaufwirtschaft) und erhalten chirale Produkte mit hohem Mehrwert.
Die Arbeit wird in der Zeitschrift veröffentlicht Chemische Katalyse.
Mehr Informationen:
Ferran Esteve et al, Ein bioinspirierter Ansatz zu effizienten supramolekularen Katalysatoren für die CO2-Umwandlung, Chemische Katalyse (2022). DOI: 10.1016/j.checat.2022.11.021