Biosprit aus CO2 Wirbel um vermeintlichen Wunderkatalysator

Schnell, einfach, unproblematisch: Forscher aus Singapur behaupten, Biosprit direkt aus dem Klimagas CO2 herstellen zu können. Doch deutsche Kollegen bezweifeln, dass die Reaktion, die gleich zwei Fliegen mit einer Klappe schlagen würde, in der Praxis tatsächlich etwas taugt.

Biodiesel und Jatrophaöl (in Guatemala, März 2009): "Unser Prozess bietet einen neuen Ansatz zur Lösung"
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Biodiesel und Jatrophaöl (in Guatemala, März 2009): "Unser Prozess bietet einen neuen Ansatz zur Lösung"

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Am staatlichen Institut für Biotechnologie und Nanotechnologie (IBN) in Singapur ist man alles andere als bescheiden. "Das ist zwar nicht die endgültige Lösung des weltweiten CO2-Problems, doch unser Prozess bietet einen neuen Ansatz zur Lösung", sagt Yugen Zhang im Gespräch mit SPIEGEL ONLINE.

In der Fachzeitschrift "Angewandte Chemie" hat ein Forscherteam unter Führung von Zhang kürzlich ein Verfahren vorgestellt, mit dem aus dem Treibhausgas CO2 über mehrere Zwischenschritte der Biotreibstoff Methanol hergestellt werden könnte. Die Welt könnte so im Idealfall gleich zwei Probleme auf einmal lösen: Das Kohlendioxid in der Erdatmosphäre könnte stabilisiert und sinnvoll genutzt werden - und zugleich wäre ein Treibstoff für die Zukunft gefunden, zumindest so lange bis ein besserer Energieträger auf breiter Front sinnvoll genutzt und verteilt werden kann.

Die Reaktion ermöglichen soll ein spezieller organischer Katalysator, der zu den sogenannten N-heterozyklischen Carbenen (NHC) zählt. "Ein Carben-Katalysator eröffnet neue Perspektiven", jubelt die "Angewandte Chemie" in einer Pressemitteilung zur Veröffentlichung des Artikels. Das Grundgerüst dieses Stoffes ist ein Ring aus zwei Stickstoff- und drei Kohlenstoffatomen. Eines der Kohlenstoffatome verfügt über ein sogenanntes einsames Elektronenpaar. Dadurch wird die Substanz so reaktiv, dass sie sogar CO2 anzugreifen vermag. Die Substanz soll dafür sorgen, dass das Kohlendioxid zunächst mit Hilfe von Alkylsilan zu Alkylmethoxysilan reduziert wird. Daraus entsteht dann in einem weiteren Schritt, der sogenannten Hydrolyse, durch Reaktion mit Wasser das Methanol.

Die Forscher aus Singapur preisen ihren Katalysator als wahres Wundermittel an: "Die nötigen organokatalytischen Substanzen sind einfach herzustellen und sehr stabil. An einem trockenen Ort können sie mehrere Monate gelagert werden", jubelt Yugen Zhang. Die Reaktionen zur Methanolherstellung könnten darüber hinaus selbst bei Zimmertemperatur ablaufen.

Also alles schnell, einfach, unproblematisch - oder?

Doris Kunz, Privatdozentin am Organisch-Chemischen Institut der Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg ist mehr als skeptisch. Die neuen Erkenntnisse seien "sicherlich interessant", doch dann listet die Forscherin im Gespräch mit SPIEGEL ONLINE gleich mehrere Probleme auf, die den vermeintlichen Erfolg der Kollegen aus Singapur massiv schmälern würden.

"Die Brüh' is teurer wie der Fisch"

Um das Alkylsilan zu produzieren, das bei der Reduktion des CO2 verbraucht wird, müssten zum Beispiel große Mengen Energie aufgewendet werden. "Im Fränkischen gibt es für einen derartigen Sachverhalt die treffende Redensart: 'Die Brüh' is teurer wie der Fisch'", sagt Kunz.

Aus energetischer Sicht wäre, so argumentiert die Forscherin, die neue Reaktion nur dann sinnvoll, wenn die während der Reaktion entstehenden Produkte, sogenannte Formoxysilane, entweder einfach wieder zum Ausgangsstoff Alkylsilan zurückgebildet oder wenigstens sinnvoll weiterverwendet werden könnten, etwa für die Herstellung von Silikonen. Genau das sei unter den Bedingungen der vorliegenden Reaktion aber offenbar nicht möglich.

Und eine sinnvolle Rückverwandlung der Siloxane scheitere daran, dass die in diesen Substanzen ausgebildeten Silizium-Sauerstoff-Bindungen zu den stärksten bekannten Bindungen der Chemie zählten. Man müsste also immens viel Energie aufwenden, um sie aufzubrechen und aus den Reaktionsprodukten wieder das Alkylsilan herzustellen, das für den ersten Schritt des Verfahrens gebraucht wird.

"Es handelt sich also um eine Reaktion, die zwar neu ist, sich jedoch keineswegs dafür eignet, wozu die Forscher sie gerne heranziehen würden", sagt Kunz - und beklagt, dass die Wissenschaftler aus Singapur es durchweg vermieden hätten, die reale Ausbeute an Methanol im Bezug auf das eingesetzte Alkylsilan anzugeben.

Und auch im Bezug auf den verwendeten NHC-Katalysator gebe es bei der Durchführung an Luft Zweifel, ob dieser nicht besonders schnell "vergifte".

"Obwohl hier eine neue Reaktion gezeigt wurde, ist für mich nur schwer nachvollziehbar, wie diese Veröffentlichung bei dem angesehenen Fachjournal 'Angewandte Chemie', das über ein sehr hartes Peer-Review-System verfügt, als sogenanntes 'hot paper' besonders hervorgehoben werden konnte", wundert sich Kunz. Der Peer-Review ist der Qualitätssicherungsprozess vieler Wissenschaftsmagazine, bei dem externe Gutachter den Inhalt eines eingesandten Artikels prüfen. "Ich bin mir aber sicher, dass dem aufmerksamen Fachleser die Schwächen des Artikels nicht entgehen werden", sagt Kunz.

Zur Frage, ob er die Ergebnisse seines Teams auch anderen Fachmagazinen wie "Nature" oder "Science" angeboten hat, mag Forscher Yugen Zhang übrigens nichts sagen. Eine entsprechende Anfrage von SPIEGEL ONLINE wollte er nicht beantworten.



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