AT526005A2 - Photochemisches Verfahren zur Erzeugung von Alkoholen - Google Patents

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AT526005A2
AT526005A2 ATA50189/2022A AT501892022A AT526005A2 AT 526005 A2 AT526005 A2 AT 526005A2 AT 501892022 A AT501892022 A AT 501892022A AT 526005 A2 AT526005 A2 AT 526005A2
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Abstract

Photochemisches Verfahren zur selektiven Erzeugung von Alkohol aus CO2 und einer Wasserstoffquelle, wobei CO2, eine Wasserstoffquelle, O2 und ein Photosensibilisator miteinander in Kontakt gebracht werden, wobei der Photosensibilisator eine organische oder metallorganische Verbindung ist und in der Lage ist, O2 in der Anwesenheit von Licht in eine reaktive Sauerstoffspezies zu versetzen, wobei CO2, die Wasserstoffquelle, O2 und der Photosensibilisator mit Licht versetzt werden, solange bis die Reaktion von CO2 mit der Wasserstoffquelle zum Alkohol abgeschlossen ist.

Description

Photochemisches Verfahren zur Erzeugung von Alkoholen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein photochemisches Verfahren zur Erzeugung von Alkoholen aus CO, und Wasser. Weiters betrifft die Erfindung die Verwendung eines Photosensibilisators für die photochemische Herstellung von Alkoholen. Schließlich betrifft die
Erfindung ein System zur photochemischen Reduktion von CO», zur Gewinnung von Alkoholen.
Hintergrund der Erfindung
Es gibt verschiedene Systeme zur Reduktion von CO», um energiereichere Cıi- oder C2Verbindungen zu gewinnen, die z.B. in Song ef al. „Advances in Clean Fuel Ethanol Production from Electro-, Photo- and Photoelectro-Catalytic CO2 Reduction“; Catalysts 2020, 10, 1287 zusammengefasst sind. Neben Elektroreduktion und Photoelektroreduktion ist die
Photoreduktion ein Weg, um aus CO, Solarbrennstoffe zu gewinnen.
Bekannte Systeme zur Photoreduktion von CO, zur Gewinnung von C1- oder C2-Verbindungen umfassen eine Lichtquelle, einen Photokatalysator und einen Elektronendonor, der bei der Reaktion verbraucht wird (siehe Song ef al.). Neben dem unerwünschten Verbrauch des Elektronendonors ist bei den bekannten Verfahren zur Photoreduktion von CO-‚ ein Halbleiter,
Metallhalbleiter oder Halbleiter/Metallhybrid Katalysator erforderlich.
Kurzbeschreibung der Erfindung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein vereinfachtes System für die Photoreduktion von CO-‚ bereitzustellen, welches ohne Verbrauch eines Elektronendonors auskommt und mit welchem sich selektiv mit hoher Ausbeute spezifische kurzkettige Alkohole
(Cı bis Cıo, vorzugsweise Ethanol oder Methanol) erzeugen lassen.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein photochemisches Verfahren zum Erzeugen von Alkoholen aus CO2 und einer Wasserstoffquelle, dadurch gekennzeichnet, dass CO», die Wasserstoffquelle, O0», und ein Photosensibilisator miteinander in Kontakt gebracht werden, wobei der Photosensibilisator eine organische oder metallorganische Verbindung ist und in der Lage ist, O2» in der Anwesenheit von Licht in einen reaktive Sauerstoffspezies (ROS) zu
versetzen, wobei CO», die Wasserstoffquelle O, und der Photosensibilisator mit Licht versetzt
abgeschlossen ist.
Als Alkohole kommen insbesondere solche mit CnH2n+1OH mit n < 10 in Frage, vorzugsweise
mit n < 3, besonders bevorzugt mit n = 1 oder n = 2.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante ist vorgehen, dass der Alkohol Ethanol ist. Es hat sich gezeigt, dass sich mit dem Verfahren Ethanol besonders selektiv mit guter Ausbeute erzeugen lässt. Unter selektiv wird verstanden, dass das Verhältnis des gewünschten Alkohols bezogen auf andere Alkohole zumindest 90 Mol% beträgt. Das heißt, dass bezogen auf die Gesamtmenge entstehender Alkohole zumindest 90 Mol% Ethanol ist und maximal 10 Mol% andere Alkohole sind. Die Selektivität lässt sich insbesondere über das Verhältnis
Wasserstoffquelle zu CO- einstellen. In einer Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass die Wasserstoffquelle H.O ist. Dies stellt nicht nur die kostengünstigste, sondern auch die am einfachsten handhabbare Wasserstoffquelle
dar.
Für ein Verfahren zur Herstellung von Ethanol hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die
Menge von CO, in H,O 0,02 bis 0,04 mol/L, vorzugsweise etwa 0,023 mol/L beträgt.
Für ein Verfahren zur Herstellung von Methanol hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die
Menge von CO, in H,O 0,005 bis 0,015 mol/l, vorzugsweise etwa 0,01 mol/L H,O beträgt. Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Licht eine Wellenlänge von 200 nm bis 800 nm aufweist. Die Verfahrensbedingungen benötigen überraschenderweise keine hohen Temperaturen oder Drücke. Die Reaktion kann bei einer Temperatur von 10 °C bis 100 °C, vorzugweise 20 °C bis
30 °C, und einem Druck von 0,5 bis 2 bar durchgeführt werden.
Außerdem wird die Aufgabe gelöst durch die Verwendung eines Photosensibilisators
ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus:
Bengalrosa, Methylenblau, Eosinblau, Ru(bpy):**, Ru(phen):;?*, Titandioxid, Perovskite,
> >
halogenierte Xanthene, Fluoroscein, Eosin Y, Acetylameisensäure, Rylene wie Perylen oder
Perylendiimid, PCN-224, PCN-224(H),
8 X
wobei M = H, Fe, Pd, Pt, Fe, Zn, Ni, Co, Mn, Mg oder Cu,
>
EN u S A N N N } S
X $
Sn An ‚ wobei M =H, Fe, Pd, Pt, Fe, Zn, Ni, Co, Mn, Mg oder Cu,
‚ wobei M =H, Fe, Pd, Pt, Fe, Zn, Ni, Co, Mn, Mg oder Cu,
‚wobei M=H, Fe, Pd, Pt, Fe, Zn, Ni, Co, Mn, Mg oder Cu
wobei M = H, Fe, Pd, Pt, Fe, Zn, Ni, Co, Mn, Mg oder Cu,
>
wobei M = H, Fe, Pd, Pt, Fe, Zn, Ni, Co, Mn, Mg oder Cu,
>
‚ wobei M = H, Fe, Pd, Pt, Fe, Zn, Ni, Co, Mn, Mg oder Cu,
wobei R und R' wenn vorhanden unabhängig voneinander = Phenyl-, Phenylcarbonsäure-, Hydroxyphenyl- oder Pyridinyl,
wobei R? wenn vorhanden = Phenyl-, Phenylcarbonsäure, Hydroxaphenyl, Pyridinyl oder C1C10-Alkyl,
als Katalysator für die photochemische Gewinnung von Alkoholen aus CO-.
Schließlich wird die Aufgabe gelöst durch ein System zur photochemischen Reduktion von CO, zur Gewinnung von Alkohol, umfassend eine CO2-Quelle, eine Wasserstoffquelle, eine O,Quelle, zumindest einen Photosensibilisator und einen Reaktor, in welchem CO», O», und der Photosensibilisator in Kontakt gebracht werden können, wobei der Photosensibilisator eine organische oder metallorganische Verbindung ist und in der Lage ist, O» in der Anwesenheit von Licht in einen reaktive Sauerstoffspezies (ROS)zu versetzen, wobei weiters eine
Lichtquelle vorgesehen ist, mit welcher der Reaktor bestrahlbar ist.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Nachfolgend wird anhand von Beispielen, Figuren und der Figurenbeschreibung die Erfindung
im Detail erläutert.
Fig. 1 zeigt den Reaktionsverlauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Dabei zeigt Fig. la den Reaktionsfortschritt mittels FTIR Spektroskopie. Fig. 1b zeigt den Anstieg von Ethanol (EtOH) und die Abnahme von CO, im Reaktionsverlauf, Fig. 1c zeigt den
Fig. 2 zeigt NMR-spektroskopische Untersuchungen der Reaktionsprodukte gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren, wobei in Fig. 2a das 'H-NMR-Spektrum (400MHz, dDMSO) von gebildetem EtOH, in Fig. 2b der Vergleich des !H-NMR-Spektrum (400MHz, d-DMSO) von EtOH (unten) und !°C,-EtOH (oben) und in Fig. 2c das !HNMR-Spektrum (400MHz, d-DMSO) von '°C,-EtOH gezeigt ist.
Fig. 3 zeigt den Reaktionsverlauf nach einem erfindungsgemäßen Verfahren, wobei in Fig 3a der Reaktionsverlauf mit Direct Air Capture (DAC) nach 1h und 2h und in Fig. 3b der Vergleich der Reaktion mit einer 0,1 M Ethanol-Referenz gezeigt ist.
Im Rahmen der detaillierten Untersuchungen wurden als Photosensibilisatoren unter anderem Porphyrinsysteme verwendet. Das photochemische Verfahren wurde in einem geschlossenen Behälter (5 mL) mit seitlicher Beleuchtung durchgeführt. Für alle durchgeführten Experimente wurden 16 mg photoaktives Material PCN-224 pro ml Reaktionsmedium (H,O) verwendet. Der Fortschritt der photochemischen Reaktion wurde mittels FTIR Spektroskopie verfolgt.
Die Reaktion von CO, zu Ethanol wurde über reaktive Sauerstoffaktivierung untersucht. Zunächst wurde der Reaktionsverlauf mittels FTIR Spektroskopie, pH-Wert-Messung und Bestimmung des Gehalts an gelöstem Sauerstoff (DO) und der Temperatur verfolgt (siehe
Tabelle 1).
Tabelle 1: Tabelle 1 fasst pH Wert, Temperatur und gelöster Sauerstoff während der
Untersuchungen zusammen.
Probe pH Temp (°C) DO (ppm) Reaktion mit CO, Start 4.2 22.6 2.7 1h 4.4 22.3 3.7 2h 4.2 22.5 4 5h 4 22.6 4.1 24h 4.1 22.6 4.2
Ausschlussversuche: ohne Licht
Start 4.1 22.2 2.3
1h 4.2 22.7 3.2 2h 4.3 22.3 3.7 5h 4.5 22.6 4.2 Ausschlussversuche: Ohne Photosensibilisator Start 4 22.3 2.7 1h 4.2 22.5 3.7 2h 4.4 22.3 4 5h 4.4 22.6 4.4 Ausschlussversuche: Ohne CO, Start 5.9 22.7 4.4 1h 5.7 22.5 4.9 2h 5.8 23 4.3 5h 5.4 22.7 4.6 Ausschlussversuche: Ohne O0, Start 4.2 22.5 0.1 1h 3.9 22.4 1.1 2h 4.3 22.7 1.6 5h 4.4 22.5 2.5 Ausschlussversuche: Ohne Photosensibilisator Start 4 22.3 2.7 1h 4.6 22.6 2.4 2h 4.4 23.1 3.4 5h 4.4 23.1 4.5 Experiment: _!°CO-, Start 4.5 22.5 4.1 1h 4.6 22.7 4.1 2h 4.2 22.8 4.1 5h 4.7 22.5 4.3 24h 4.2 22.7 4.5 Experiment: DAC Start 5.3 22.8 4.3 1h 5.1 22.5 4.2 2h 5.2 22.9 4.2 5h 5.4 22.6 4.7 Ausschlussexperiment DAC: Ohne Licht Start 5.4 22.6 4.4
Ih 5.3 22.7 4.3 2h 5.2 22.5 4.2 5h 5.4 22.7 4
Ausschlussexperiment DAC: ohne Photosensibilisator
Start 5.4 22.7 4.3 Ih 5.1 22.7 4.1 2h 5.2 22.5 4 5h 5.2 22.7 4.1
Die resultierenden FTIR-Spektren (dargestellt in Fig. la) zeigen, dass es zu einer raschen Produktion von EtOH kommt (erkennbar an Zunahme der v(CO)-Bande bei 1044 cm”) bei Exposition von PCN-224 mit simulierter Sonneneinstrahlung (weißes Licht, LED, 10 mW) in einer CO,-gesättigten wässrigen Lösung (pH: 4,2; DO: 2,7 ppm; Temp.: 22,6 °C) unter atmosphärischen Bedingungen (1 atm). Der Reaktionsfortschritt wurde mit FTIRSpektroskopie über 5 h verfolgt. Der Anstieg der EIOH-Konzentration wird von einem CO>»Verbrauch begleitet, der in der Abnahme der v(C=O)-Bande von CO», bei 2344 cm“! sichtbar ist (Fig. 1b). Bereits nach einer Reaktionszeit von nur 1 h wurde die Bildung von Ethanol beobachtet und nach 2 h wurde ein Plateau erreicht (Fig. 1a). Der Vergleich der CO,-Abnahme in Gegenwart und Abwesenheit von O>, bestätigt zudem die Beteiligung einer reaktiven O>;Spezies an der CO2-Umwandlung. In Gegenwart von O, wurden 1,75 mmol/L CO>- verbraucht, während in Abwesenheit von O2 die Konzentration von CO, nur um 0,26 mmol/L abnimmt (Fig. 1c), was allerdings nicht auf eine Reaktion von CO, sondern auf das Ausgasen von CO», zurückzuführen ist. Um sicherzustellen, dass nur das in der Lösung enthaltene CO, umgesetzt wird, wurde der Photosensibilisator über Nacht in Wasser behandelt, um eventuell vom Photosensibilisator aufgenommenes CO», zu entfernen. Die Konzentration des gelösten CO, wurde bestimmt und der Photosensibilisator wurde dem Reaktionsgemisch zugesetzt. Die
Reaktion wurde 5 h laufen gelassen.
Die Fläche der dominanten v(C=O) Bande wurde verwendet, um die Ethanolkonzentration im Reaktionsgemisch zu bestimmen. Die CO,-Konzentration betrug zu Beginn 23,2 mmol/L, welche über 5 Stunden auf 1,1 mmol/L abnahm. Gleichzeitig wurden innerhalb der ersten Stunde 0,47 mmol/L EtOH gebildet, die nach 2 h auf 8,9 mmol/L und nach 5h Reaktionszeit auf 10,4 mmol/L anstiegen (Fig. la). Daraus resultiert ein sehr hoher CO»‚-zu-Ethanol Umwandlungsgrad (CO>,-to-ethanol conversion efficiency oder kurz CTE) von 90 %. Die IR-
Spektroskopie erlaubt neben einer quantitativen Auswertung auch eine stöchiometrische
Tabelle 2: Reproduzierbarkeitsexperimente.
Versuch Konzentration (mM Konzentration (Mol/L)
23.12.2020 12.47 0.0125
19.01.2021 10.38 0.0104
22.03.2021 10.38 0.0104
Durschnittliche Konzentration: 10.73 mM; Standardabweichung: 0.94
Um die potentiell an der Reaktion beteiligten Spezies zu bestimmen, wurden Ausschlussexperimente durchgeführt: Weder in Abwesenheit von Licht (pH: 4.1; DO: 2.3 ppm; Temp.: 22.2 °C) noch in Abwesenheit des Photosensibilisators (pH: 4.0; DO: 2,7 ppm, Temp.: 22,3 °C) erfolgte eine Bildung von Alkoholen (unter den gleichen Bedingungen). Diese Ergebnisse schließen die Möglichkeit einer erheblichen Reduktion/Oxidation von Verunreinigungen, die als Opferreagenzien wirken, aus. Darüber hinaus wurden in Kontrollexperimenten, die in wässrigen Lösungen ohne CO», (pH: 5.9; DO: 4.4 ppm; Temp.: 22.7 °C) bzw. ohne O, (2 h mit N; gespült, pH: 4,2; DO: an der Nachweisgrenze des Sensors von 0,1 ppm; Temp.: 22,5 °C) durchgeführt wurden, keine Produkte nachgewiesen.
Diese Beobachtungen weisen darauf hin, dass das nachgewiesene EtOH durch photochemische CO2-Umwandlung und nicht durch Zersetzung des Photokatalysators erzeugt wurde und heben gleichzeitig die katalytische Aktivität von PCN-224 für die Solarbrennstoffproduktion hervor. Um zu zeigen, dass die Photosensibilisatoren und damit die ROS der unverzichtbare Bestandteil des Photokatalysators sind, wurde ein sogenanntes Blankmaterial synthetisiert, bei dem der
Photosensibilisator durch Terephthalsäure ausgetauscht wurde. Auch hier wurde keine
Dies bestätigte die Beteiligung von ROS an der CO,-Umwandlungsreaktion und das Fehlen jeglicher Zersetzungsprodukte. Die Bildung von Ethanol wurde auch durch !'H-NMR bestätigt (Fig. 2a). Darüber hinaus bestätigten Isotopenmarkierungsexperimente mit '*°CO-, die Bildung von !°C,-EtOH durch sein charakteristisches 'H—-'”C-Aufspaltungsmuster eines Dubletts bei 1,04 ppm im Vergleich zum üblichen Triplett, das unter atmosphärischen Bedingungen sichtbar
ist (Fig 2b und Fig. 2c).
Photochemische Reaktion über Direct Air Capture (DAC):
In einem Versuchsaufbau wurde der Photosensibilisator auch direkten Lufteinfangbedingungen ausgesetzt. Bei diesem Verfahren wird CO, ohne zusätzliche Sättigung oder Zugabe von CO, direkt aus der Umgebungsluft als Reaktand eingesetzt. Nachdem der Photosensibilisator 2 Stunden lang CO, aus der Umgebungsluft adsorbiert hat, wurde destilliertes Wasser zugesetzt. Wie in Fig. 3 gezeigt, trat eine schnelle EEIOH-Produktion auf, wenn PCN-224 einer simulierten Sonnenbestrahlung (weißes Licht, LED, 10 mW) in wässriger Lösung (pH: 5,3; DO: 4,3 ppm; Temp.: 22,8 °C) unter atmosphärischen Bedingungen (1 atm) ausgesetzt wurde. Bereits nach 1 h Reaktionszeit kommt es zu einer nennenswerten Bildung von Ethanol. Die produzierte Ethanolkonzentration betrug 16,1 mmol/L. Dies ist eine deutlich höhere Konzentration als bei den Experimenten mit gelöstem CO», was darauf hindeutet, dass die Löslichkeit von CO, in Wasser der limitierende Faktor der vorherigen Reaktion ist. Unter den gleichen Bedingungen wurden weder in Abwesenheit von Licht (pH: 5,4; DO: 4,4 ppm; Temp.: 22,6 °C) noch des Photokatalysators (pH: 5,4; DO: 4,3 ppm; Temp.: 22,7 °C) Produkte erhalten. Diese Ergebnisse schließen wiederum die Möglichkeit einer beträchtlichen Reduktion/Oxidation von
Verunreinigungen aus, die als Opferreagenzien wirken.
Darüber hinaus wurden in Kontrollexperimenten, die in wässrigen Lösungen mit dem Blindmaterial (pH: 5,3; DO: 4,2 ppm; Temp.: 22,6 °C) durchgeführt wurden, keine Produkte nachgewiesen. Diese Experimente demonstrieren die Effizienz und Flexibilität dieser Methode
und das Potenzial der Kombination von DAC mit gelöstem CO-.
Zusammenfassend wurde ein Weg zur Aktivierung und Umwandlung von CO, sowohl in
gelöster als auch in gasförmiger Form über ROS untersucht. Die Methode erweist sich als
weiter gesteigert werden kann.
Bei entsprechenden Mengenverhältnissen zwischen CO,» und Wasser lässt sich auf entsprechende Art und Weise auch Methanol erzeugen, sodass auch längerkettige Alkohole bis
Cıo bei entsprechenden Bedingungen herstellbar sind.
Materialien und Methoden:
Sofern nicht anders angegeben, wurden alle Chemikalien von Sigma-Aldrich bezogen und ohne weitere Reinigung verwendet. 5,10,15,20-(Tetra-4-carboxyphenyl)porphyrin (CAS: 14609-542) wurde von PorphyChem bezogen und ohne weitere Reinigung verwendet. Die Reaktionen wurden in 5 ml transparenten manipulationssicheren Probenröhrchen durchgeführt, die von
Sigma Aldrich (Z679038) bezogen wurden.
Photosensibilisator PCN-224: Als Photosensibilisator wurde das Nanomaterial PCN-224(H)
verwendet.
Photoinaktives Material/Blindmaterial. Als photoinaktives Nanomaterial wurde UiO-66 ohne
Photosensibilisator verwendet.
Photochemische Experimente: Photosynthetische Reaktionen wurden in einem geschlossenen Kunststoffbehälter mit seitlicher Beleuchtung von Paulmann MaxLED Tunable White 70623 mit 2mW Strahlungsstrom und 870 Im Lichtstrom durchgeführt. Für alle durchgeführten Experimente wurden 16 mg photoaktives Material PCN-224(H) pro ml Reaktionsmedium verwendet. Zu mehreren Zeitpunkten wurden Proben für die FTIR spectroskopischen
Messungen entnommen und in eine Durchflusszelle injiziert. Die Reaktionen wurden bei
66 anstelle des photoaktiven Materials PCN-224 verwendet.
IR-Messungen: Der Aufbau für die IR-Messungen basiert auf einem bereits veröffentlichten
Aufbau (S.Freitag et al., Lab Chip, 2021, 21, 1811-1819).
NMR-Messungen: Das !H-NMR-Spektrum wurde mit einem Bruker AVANCE-400-
Spektrometer aufgenommen.
Die Erfindung ist ein Ergebnis von Arbeiten im Rahmen des COMET-Zentrum CHASE, das im Rahmen von COMET - Competence Centers for Excellent Technologies von BMK, BMDW und den Bundesländern Oberösterreich und Wien gefördert wird. Das Programm COMET wird durch die Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft (FFG) abgewickelt.

Claims (13)

1. Photochemisches Verfahren zur selektiven Erzeugung von Alkohol aus CO, und einer Wasserstoffquelle, dadurch gekennzeichnet, dass CO», eine Wasserstoffquelle, O0», und ein Photosensibilisator miteinander in Kontakt gebracht werden, wobei der Photosensibilisator eine organische oder metallorganische Verbindung ist und in der Lage ist, O» in der Anwesenheit von Licht in eine reaktive Sauerstoffspezies zu versetzen, wobei CO», die Wasserstoffquelle, O2 und der Photosensibilisator mit Licht versetzt werden, solange bis die Reaktion von CO, mit
der Wasserstoffquelle zum Alkohol abgeschlossen ist.
2. Photochemisches Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Wasserstoffquelle H.O ist.
3. Photochemisches Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Licht eine Wellenlänge von 200 nm bis 800 nm aufweist.
4. Photochemisches Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
>
gekennzeichnet, dass die Reaktion bei einer Temperatur von 10 °C bis 100 °C, vorzugweise 20
°C bis 30 °C, und einem Druck von 0,5 bis 2 bar durchgeführt wird.
5. Photochemisches Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, dass O, in Wasser gelöst vorliegt und mit Licht versetzt wird.
6. Photochemisches Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass CO, in Wasser gelöst vorliegt und mit Licht versetzt wird.
7. Photochemisches Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der
Alkohol Ethanol ist, wobei die Menge von CO, in H,O zwischen 0,02 bis 0,04 mol/L,
vorzugsweise etwa 0,023 mol/L liegt.
8. Photochemisches Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge von O>; in H,O zwischen 2,4 und 4,7 ppm liegt.
vorzugsweise etwa 0,01 mol/L liegt.
10. Photochemisches Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge von O>, in H,O zwischen 3,2 und 4,0 ppm liegt.
11. Photochemisches Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Photosensibilisator ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus
Porphyrine, Chlorine, BODIPYs, Psoralen, Fullerene (Ceo, Co), Hypocrellin, Cercsporin, Methylviolett, Bengalrosa, Methylenblau, Eosinblau, Ru(bpy);**, Ru(phen):**, Titandioxid, Perovskite, halogenierte Xanthene, Fluoroscein, Eosin Y, Acetylameisensäure, Rylene wie
Perylen oder Perylendiimid, PCN-224, PCN-224(H),
8 N
X R Co, Mn, Mg oder Cu,
> >
N S an SA
Anne
‚ wobei M =H, Fe, Pd, Pt, Fe, Zn, Ni, Co, Mn, Mg oder Cu,
‚wobei M = H, Fe, Pd, Pt, Fe, Zn, Ni, Co, Mn, Mg oder Cu,
‚ wobei M = H, Fe, Pd, Pt, Fe, Zn, Ni, Co, Mn, Mg oder Cu
Fe, Pd, Pt, Fe, Zn, Ni, Co, Mn, Mg oder Cu,
wobei M = H, Fe, Pd, Pt, Fe, Zn, Ni, Co, Mn, Mg oder Cu,
>
‚ wobei M = H, Fe, Pd, Pt, Fe, Zn, Ni, Co, Mn, Mg oder Cu
wobei R und R' wenn vorhanden unabhängig voneinander = Phenyl-, Phenylcarbonsäure-, Hydroxyphenyl- oder Pyridinyl,
wobei R? wenn vorhanden = Phenyl-, Phenylcarbonsäure, Hydroxaphenyl, Pyridinyl oder C1C10-Alkyl.
12. System zur photochemischen Reduktion von CO2 zur Gewinnung eines Solarbrennstoffs, umfassend eine CO‚-Quelle, eine Wasserstoffquelle, eine O;-Quelle, zumindest einen Photosensibilisator und einen Reaktor, in welchem CO», O», eine Wasserstoffquelle und der Photosensibilisator in Kontakt gebracht werden können, wobei
weiters eine Lichtquelle vorgesehen ist, mit welcher der Reaktor bestrahlbar ist.
13. System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator wie in
Anspruch 11 definiert ist.
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