Eine der Techniken zur Abscheidung von CO
2 verwendet Amine, stickstoffhaltige organische Moleküle, mit denen sich dieses Gas leicht verbindet. Chemiker des CNRS zeigen, dass die Abscheidung des Gases wesentlich effizienter wird, wenn diese Amine durch supramolekulare Chemie in einem Käfigmolekül (das andere Moleküle einkapseln kann) eingeschlossen sind. Diese Ergebnisse sind im
Journal of the American Chemical Society nachzulesen.
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Unter den verschiedenen Technologien zur Abscheidung von gasförmigem CO
2 ist eine der effizientesten Methoden die Verwendung von Aminen, einer Familie stickstoffhaltiger organischer Moleküle, mit denen dieses Treibhausgas reagieren kann. Dabei entstehen parallel zwei Reaktionsprodukte: Ammoniumcarbonate, Verbindungen, die in einer Vielzahl von Haushalts- und Industrieanwendungen in der Lebensmittelindustrie (Säureregulator, Triebmittel usw.) Verwendung finden, und Ammoniumcarbamate, eine Ammoniakquelle, die in der Industrie weit verbreitet ist und bei der Synthese von Harnstoff eingesetzt wird, der massiv als Dünger verwendet wird.
Jedoch wird die großflächige Umsetzung dieser Technologie durch zu hohe Energiekosten behindert. Daher ist es notwendig, neue Aminformulierungen zu finden, die größere Mengen Kohlendioxid zu gleichen oder sogar geringeren Energiekosten abfangen können.
In diesem Zusammenhang zeigen Chemiker des Instituts für Molekulare und Supramolekulare Chemie und Biochemie (CNRS/Université Claude Bernard Lyon 1), dass die Bildung supramolekularer Komplexe zwischen einem organischen Molekül, das als Käfig fungiert, und Polyaminen die Gleichgewichte der CO
2-Abscheidung in Wasser fast ausschließlich zur Bildung von Ammoniumcarbonaten verschiebt, was zu einer erheblich höheren Menge an von Polyamin abgefangenem CO
2 führt. Sie analysieren die Reaktionen im Hinblick auf die bei diesen Gleichgewichtsverschiebungen involvierten kovalenten und nicht-kovalenten Bindungsenergien.
Über die neuen grundlegenden Erkenntnisse hinaus unterstreicht diese Studie die Rolle, die die supramolekulare Chemie bei dieser bedeutenden Umweltherausforderung spielen könnte.
Verfasser: CCdM
Referenz:
T. Chetot, F. Marocco Stuardi, A. Forot, M. Ducreux, A. Baudouin, E. Chefdeville, F. Perret, L. Vial, J. Leclaire.
Switching between Non-isoenergetic Dynamic Covalent Reactions using Host-guest Chemistry
J. Am. Chem. Soc. 2024
doi.org/10.1021/jacs.4c03400
Quelle: CNRS INC