Am Lehrstuhl 1 für Technische Chemie wird aktuell im Rahmen von drei Promotionen in den Bereichen Wasserstoff und Power-to-X geforscht. Alle drei Themenbereiche lassen sich unter dem Oberbegriff der heterogenen Katalyse zusammenfassen und befassen sich grundlegend mit der Reaktion von jeweils grünem Wasserstoff und Kohlenstoffdioxid zu Methan bzw. Methanol. Ziel ist die Nutzung beider Moleküle als vom Angebot an erneuerbaren Energien entkoppelte chemische Energiespeicher. Eine kurze Zusammenfassung der Forschungsaktivitäten ist in der beigefügten Abbildung dargestellt.
Die Aktivitäten am Lehrstuhl 1 für Technische Chemie sind entlang der Prozesskette Synthese, Charakterisierung und Testen neuartiger Katalysatoren angesiedelt. Im Anschluss an eine Co-Fällung kommt ebenfalls der 3D-Druck zum Einsatz, bei dem katalytisch aktive Vollkörperkatalysatoren gefertigt werden. Zur Untersuchung der katalytischen Aktivität und zur Ableitung von Struktur-Aktivitäts-Beziehungen, ist ein detailliertes Wissen über die Eigenschaften der Katalysatoren, wie Porenstruktur und spezifisch Metalloberfläche etc. obligatorisch. Neben den Standardcharakterisierungsmethoden wie N2 Physisorption und Röntgendiffraktion kommen hierzu auch instationäre Messmethoden wie die temperaturprogrammierte Desorption und Frontalchromatographie zum Einsatz. Die Untersuchung von Desaktivierungsverhalten werden ebenfalls am Lehrstuhl durchgeführt.
Einige weiterführende Publikationen zur Methanolsynthese und CO2-Methanisierung sind hier aufgelistet:
Ewald, S., Standl, S., & Hinrichsen, O. (2018). Characterization of nickel catalysts with transient methods. Applied Catalysis A: General, 549, 93-101. DOI: 10.1016/j.apcata.2017.09.023
Burger, T., Koschany, F., Thomys, O., Köhler, K., & Hinrichsen, O. (2018). CO2 methanation over Fe-and Mn-promoted co-precipitated Ni-Al catalysts: Synthesis, characterization and catalysis study. Applied Catalysis A: General, 558, 44-54. DOI: doi.org/10.1016/j.apcata.2018.03.021
Fichtl, M. B., Schumann, J., Kasatkin, I., Jacobsen, N., Behrens, M., Schlögl, R., ... & Hinrichsen, O. (2014). Counting of oxygen defects versus metal surface sites in methanol synthesis catalysts by different probe molecules. Angewandte Chemie International Edition, 53(27), 7043-7047. DOI: 10.1002/anie.201400575