Zinkoxid zündet den Turbo bei chemischen Reaktionen

Der wirtschaftliche Einsatz von Industriekatalysatoren in Produktionsanlagen von Raffinerien und chemischen Anlagen wird immer bedeutsamer. Zinkoxid wird in diesem Bereich auch künftig eine entscheidende Rolle spielen / Bildquelle: mmmx – Fotolia.com

Der gute alte Kat – wer kennt ihn nicht? Katalysatoren sind für die meisten Menschen schlicht ein Teil ihres Autos. Dabei steht dieser Begriff auch für die Herstellung unzähliger Dinge des täglichen Lebens, wie zum Beispiel Automobil- oder Flugzeugtreibstoffe, Kunststoffe und Arzneimittel. In all diesen Produktbereichen geht es immer darum, der Chemie auf die Sprünge zu helfen: Katalysatoren beschleunigen chemische Reaktionen, ohne selbst verändert zu werden, und tragen so maßgeblich dazu bei, industrielle, großtechnische Produktionsprozesse wirtschaftlicher und umweltfreundlicher zu gestalten. Zinkoxid mit seinen einzigartigen chemischen und elektronischen Eigenschaften spielt hier eine zentrale Rolle.

Zinkoxid wird zum Beispiel für die Herstellung von Kupfer-Zink-Katalysatoren eingesetzt, die bei der Herstellung von Wasserstoff oder Methanol zum Einsatz kommen. Katalysatoren auf Zinkoxidbasis wurden schon vor Jahrzehnten verwendet und seitdem kontinuierlich optimiert. 1922 setzte ein deutsches Chemieunternehmen erstmals einen Zink-Chrom-Katalysator großindustriell in der Methanolsynthese ein. Bereits 1966 wurde dann in England ein Kupfer-Zink-Katalysator eingeführt, der bei geringeren Drücken und Temperaturen arbeitet. Dieses so genannte Niederdruckverfahren wird bis heute für die Herstellung von Methanol verwendet, so Dr. Jürgen Bezler, Geschäftsführer der Grillo Zinkoxid GmbH.

Doch auch was bewährt ist, kann und muss verbessert werden, denn der wirtschaftliche Einsatz von Industriekatalysatoren in den Produktionsanlagen der Raffinerien und der chemischen Industrie wird in Zeiten knapper werdender Ressourcen verbunden mit steigenden Umweltschutzforderungen immer bedeutsamer. So beziffert die aktuell veröffentlichte Technologie Roadmap von IEA, ICCA und Dechema die Energieeinsparungen in der chemischen Industrie durch katalytische Prozesse weltweit auf 13 Exajoule – also 13 Mal 10¹⁸ Joule – pro Jahr. Das entspricht etwa dem jährlichen Primärenergieverbrauch Deutschlands. Gleichzeitig wird die Entstehung von Treibhausgasen um 1 Gigatonne CO₂-Äquivalente verringert. nach Dr. Jürgen Bezler sind Katalysatoren der Schlüssel für eine gesteigerte Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit in der Industrie. Besonders die Raffinerietechnik und die chemische Industrie verdanken ihre Innovationskraft und Effizienzsteigerung zu einem erheblichen Teil den Fortschritten auf dem Gebiet der Katalyse.

Methanol beispielsweise ist nach Ammoniak und Schwefelsäure die dritthäufigste Basischemikalie. Mehr als 50 Millionen Tonnen werden davon weltweit produziert – eine Menge, die sich in Zukunft erheblich steigern könnte, denn Methanol wird als chemischer Speicher für Wasserstoff favorisiert. In zahlreichen universitären und industriellen Projekten wird geforscht, wie auf Basis von Methanol kostengünstig Wasserstoff für Brennstoffzellen gewonnen werden kann. Nanoskaliges Zinkoxid zur Generierung effizienterer Katalysatoren mit einer höheren Lebensdauer bildet einen weiteren Forschungsschwerpunkt. Hier ist ebenfalls das fachliche Know-how der Zinkoxidproduzenten im Rahmen der Katalyseforschung gefragt, denn – so Bezler – um den bestmöglichen Katalysator zu entwickeln, kommt es einerseits auf die perfekte Zusammensetzung und das Herstellverfahren an, andererseits aber auch auf den Einsatz einer optimalen Zinkoxidmenge und -qualität.

Die Initiative Zink ist ein Zusammenschluss von Zinkerzeugern, Zinkrecyclern, Halbzeugproduzenten, Herstellern und Verarbeitern von Zinkverbindungen unter dem Dach der WirtschaftsVereinigung Metalle. Sie ist Ansprechpartner für Behörden, Anwender und für die Presse in allen Fragen rund um das Zink. Die Initiative Zink hat ihren Sitz in Düsseldorf und arbeitet in enger Kooperation mit nationalen und internationalen Zinkverbänden.

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