| Kann man das Treibhausgas CO₂ in nützliche Chemikalien umwandeln – und das nur mit elektrischer Energie?
Die moderne Forschung beschäftigt sich intensiv damit, wie umweltschädliche Abfallstoffe der Industrie aufgefangen und optimalerweise in nützliche Rohstoffe umgewandelt werden können. Erste Pilotanlagen zur Abscheidung und Speicherung bzw. Nutzung von Kohlenstoffdioxid existieren bereits und können eine wichtige Rolle beim Klimaschutz, zur Etablierung einer Kreislaufwirtschaft und zur Unabhängigkeit von Rohstoffimporten spielen.
Ein wichtiges Produkt der elektrochemischen Kohlenstoffdioxid-Reduktion ist Ameisensäure, die in der Medizin, der chemischen Industrie oder zur Energiegewinnung genutzt werden kann. Bei dieser Reduktion werden neben Elektronen auch Protonen übertragen, es findet ein sogenannter protonengekoppelter Elektronentransfer (PCET) statt. Dieser Reaktionstyp ist in Natur und Technik weit verbreitet (z.B. bei der Photosynthese, Wasserstoffgewinnung, organische Synthesen, …) und energetisch besonders günstig. Als Brücke zwischen dem Redoxkonzept, dem Säure-/Base-Konzept, dem Energiekonzept und dem Prinzip der Katalyse verbindet PCET zudem gleich mehrere zentrale Schulthemen.
In diesem Vortrag stellen wir eine Unterrichtseinheit zur PCET vor, in der wir diese zentralen Basiskonzepte nicht isoliert, sondern im Zusammenspiel betrachten und am authentischen Beispiel der Kohlenstoffdioxid-Reduktion zeigen, wie die Elektrochemie zur Lösung realer Herausforderungen beitragen kann. |