Propylenoxid ist ein wichtiges Basismaterial für viele Produkte, auf die der Markt mittlerweile angewiesen ist. Unter anderem ist es in Kleber, Farben und Möbeln zu finden. Jedes Jahr werden rund 140 Tonnen des Materials hergestellt. Die Produktion ist bisher weder günstig noch nachhaltig.
Forscher des Fritz-Haber-Instituts sind sich nach neuesten Erkenntnissen allerdings einig, dass die Chemikalie in Zukunft deutlich umweltfreundlicher und günstiger hergestellt werden kann. Zu diesem Entschluss kamen sie nach Laborexperimenten.
Auf die Methode kommt es an
Die chemische Industrie ist nach Angaben der Max Plank Gesellschaft für rund 14 Prozent des CO₂ Ausstoßes verantwortlich. In der Branche gab es bisher wenig Ansätze, diesen zu senken. Laut der besagten Studie gibt es nun aber offenbar einen Weg, sowohl den CO₂ Ausstoß als auch die Kosten für die Produktion des Rohstoffs zu senken. Die Ergebnisse ihrer Untersuchungen veröffentlichten sie in einem Bericht im Fachmagazin Nature Communications.
Hier schreiben die Forscher: „Unsere Entdeckung weist den Weg zu einer umweltfreundlichen Herstellung von Propylenoxid und Propylen in einem Schritt“.
Sie beschreiben, dass es durch verschiedene Reaktionsbedingungen möglich sei, die Verbindungen zwischen zweier gasförmigen Stoffe deutlich zu verbessern. Mit der bisher bekannten Methode sei dies ein langwieriger Prozess, der viel Energie kostet. Durch Anpassung der Temperatur und der Zusammensetzungen würde sich die Produktion in Zukunft deutlich skalierbarer gestalten.
„Überraschenderweise stellen wir fest, dass bei der Oxidation von Propan bei erhöhter Temperatur über scheinbar inerte Materialien wie Bornitrid und Siliziumdioxid nicht nur Propylen, sondern auch erhebliche Mengen Propylenoxid gebildet werden, mit unerwartet geringen Mengen an CO₂“.
Bisher funktioniert die Herstellung nur im Labor, doch die Forscher sind sich sicher, dass sie ihre Tests ausarbeiten können und sich die Arbeitsschritte auf Industriegröße ausweiten lassen.
Propylenoxid – Herstellung teuer und schadet der Umwelt
In ihrer Studie beschreiben die Forscher die Herstellung der Substanz als besonders Umweltbelastung:
„Der Bedarf an teuren Hilfschemikalien wie Wasserstoffperoxid, die Komplexität und die erhebliche Umweltbelastung durch die Entstehung von Abfällen stellen wirtschaftliche Nachteile der derzeitigen mehrstufigen Produktionstechnologien dar“.
Sollte die Industrie künftig mit den Wissenschaftlern zusammenarbeiten, könnte auch diese Branche einen wichtigen Schritt auf dem Weg in eine saubere Zukunft gehen.
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