Meeres Enzyme – Grundbaustein zu Bio Katalysatoren

Ob auf dem direkten oder indirekten Weg könnten Enzyme eine wichtige Rolle für zukünftige Katalysatoren sein. Zum einen könnten Enzyme aus Mikroben, Bakterien, Algen, Schwämme und Pilze Mikroben, Bakterien, Algen, Schwämme und Pilze aus den tiefen des Meeres ein Lösungsansatz sein. In der Industrie werden schon lange Enzyme eingesetzt. Nun könnte es tatsächlich sein, dass unter anderem nicht nur die Kosmetikbranche ihren Nutzen daraus ziehen kann, sondern auch die Chemie-Industrie.

EU finaziertes Meeres Projekt

Es gibt ein EU finanziertes Projekt, welches sich langsam dem Ende nähert. Es startete im April 2015 und geht bis März 2019. Das Budget beträgt 6 Millionen Euro und beschäftigt sich damit, in der rauen See Lebensorganismen an unwirklichen oder auch stark überlebensfeindlichen Plätzen zu suchen. Diese haben den evolutionären Vorteil meist sehr Resistent gegen Wärme, Druck oder Salzgehalt zu sein und könnten ebenso in den extremen chemischen und physikalischen Prozessen überleben bzw. deren Enzyme. Enzyme könnten synthetisiert oder kultiviert werden und teure Edelmetalle in Katalysatoren ersetzen, was nicht nur der Umwelt zur Liebe kommt durch nachhaltige Ökologie. Auch wären die Kosten für die Industrie durch die fast grenzenlose Quelle geringer. Deswegen sind u. a. auch multinationale Unternehmen in diesem Projekt involviert. Es wird praktisch ein DNA Katalog der Organismen erstellt, worin die speziellen Eigenschaften protokolliert sind. Diese werden durch neue Screening-Technologie ermittelt.

Das Projekt heißt INMARE und steht für Industrial Applications of Marine Enzymes (Industrielle Anwendungsmöglichkeiten aus Meeres Enzymen).

Mineral Pentlandit könnte Edelmetalle in Katalysatoren ersetzen

Pentlandit – Quelle: wikipedia.org

Auch indirekt können Enzyme eine Lösung für alternative Katalysatoren bieten. Indem Sie als Vorbild dienen und mit passenden Mineralstoffen die spezifischen Eigenschaften nachgebildet werden. Ein häufig vorkommendes Mineral mit dem Namen Pentlandit (auch Eisennickelkies) könnte zukünftig eine große Rolle in der Katalysatoren Herstellung spielen und teure und ressourcenaufwendige Edelmetalle ablösen. Inspiriert wurden die Forscher durch ein Enzym. Penlandit besteht aus Eisen, Nickel und Schwefel und ähnelt einigen in der Natur vorkommenden katalytischen Enzymen. Pentlandit eignet sich als Katalysator zur Reduzierung von Kohlendioxid und könnte eine Alternative zu den teuren Katalysatoren mit Edelmetallen sein.

CO² Umwandlung mit speziellem Lösungsmittel

In der Wasserstoffproduktion ist Penlandit schon lange bekannt aber Forscher fanden heraus, dass mit einem geeigneten Lösungsmittel, das Umsetzen von Kohlendioxid zu Kohlenmonoxid sich damit nutzen lies. Bislang gab es keinen Ansatz leicht verfügbare und billige Katalysatoren für die Reduktion von CO². Die Forscher von Ruhr-Universität Bochum (RUB), des Fritz-Haber-Instituts Berlin und von Fraunhofer Umsicht in Oberhausen gelang nun das Kunststück aus dem Mineral in einem Katalysator die CO² Umsetzung umzuwandeln. Hier geht es zum offiziellen Wissenschaftsbericht.

Die Forscher entdeckten bei Elektroden aus Pentlandit, dass der Wassergehalt entscheidend ist, ob sich Wasserstoff oder Kohlenmonoxid bildet. Bei einer höhere Konzentration von Wasser bei der Elektrodenoberfläche wurde mehr Wasserstoff gebildet und umgekehrt mehr Kohlenmonoxid. Diese mineralische Verbindung ist sehr stabil im Vergleich zu anderen genutzten chemischen Verbindungen, welche in industriellen Abgasströmen vorkommen und schädlich für viele Katalysatoren sind.