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CO2 basiertes Polyol

Vom Abgas zum Kunststoff: Der Heilige Gral der Chemie

| Autor / Redakteur: Dominik Stephan / Dominik Stephan

Carbon dioxide will be used to make a chemical precursor with the aid of a catalyst on a new production line.
Carbon dioxide will be used to make a chemical precursor with the aid of a catalyst on a new production line. (Photo: Bayer/Michael Rennertz; © ra2 studio - Fotolia.com)

Träume sind Schäume, heißt es. Zumindest im Falle von ‚Dream Production‘ sogar ganz besondere Schäume: In diesem Projekt arbeiten Industrie und Wissenschaft zusammen, um CO2 aus Kraftwerksabgasen als Rohstoff für PUR-Schaum nutzbar zu machen. Die zugrunde liegende Reaktion ist revolutionär, die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens jedoch ungewiss. Jetzt muss sich zeigen, dass die Vision mehr ist als ein alter Traum.

Es ist nichts geringeres als die Rehabilitierung eines Schadstoffs: CO2, bekannt als Industrieabgas und Klimakiller, wird zur Kohlenstoffquelle der Chemieindustrie. So werden nicht nur der Abgasausstoß verringert, sondern auch wertvolles Erdöl oder Erdgas eingespart. Dass eine solche Reaktion möglich ist, zeigt schon die Photosynthese der Pflanzen, die den für das Zellwachstum benötigten Kohlenstoff komplett aus dem CO2 der Luft gewinnen.

Diese Reaktion aus dem Märchenbuch der Chemiker hat in der Praxis aber einen gewaltigen Haken: CO2 ist ein relativ stabiles Molekül, welches nicht ohne Weiteres reagiert. Genau diese Reaktionsträgheit macht bisher die Rückgewinnung von Kohlenstoff aus Abgas so unattraktiv.

Jetzt bläst die Chemieindustrie zum Angriff: Bayer Material Science, die Werkstoffsparte des Leverkusener Chemieriesen, nimmt 15 Millionen Euro in die Hand, um in Dormagen eine erste 5000 Jahrestonnen Produktionsstraße im Industriemaßstab aufzubauen. Dort soll in Zukunft CO2 zur Herstellung von Polyolen, einem Vorprodukt für Polyurethan (PUR), genutzt werden.

Der heilige Gral der Chemie?

Seit über vierzig Jahren ist die Idee bekannt, in jeder Ölkrise wird sie aus der Schublade gezogen: CO2 als Rohstoff für Kunststoffe. Allein, die geringe Reaktivität des Moleküls macht die Nutzung unwirtschaftlich. Ohne einen Starthelfer kommt die Reaktion einfach nicht in Gang. Daher konzentrierte sich beim Chemiekonzern Bayer die Forschung am Abgas-Rohstoff auf die Entwicklung eines geeigneten Katalysators.

„Die Reaktion ist so etwas wie der heilige Gral der Chemie“, erklärt Dr. Karsten Malsch, Bayers Venture Manager für CO2-Polyether. „Allen Forschungen zum Trotz: Es gab bisher keinen Weg, CO2 in größeren Molekülen einzusetzen.“ Die Traum-Reaktion blieb eine harte Nuss, an der sich Forscher über vier Jahrzehnte die Zähne ausbissen. Jetzt scheint der Knoten geplatzt. „Der Gral ist gefunden!“ ist sich Malsch sicher. Der Weg dorthin war lang: Über 200 verschiedene Substanzen testeten die Leverkusener, bevor zusammen mit dem CAT Catalytic Center ein Katalysator auf Zinkbasis gefunden wurde. Polyole aus CO2 und Propylenoxid, ein erdölbasiertes PUR-Vorprodukt, wirtschaftlich zu fertigen – die Vision war in greifbarer Nähe.

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