Brücken bauen zwischen Skalen – Expertise vereinen: katalytische Innovation von der Mikroreaktor Entdeckung zur industriellen Anwendung
_rdax_1240x697.png "The Journal of Physical Chemistry C")
Power‑to‑Liquid‑(PtL‑)Technologien sind von zentraler Bedeutung für die Skalierung nachhaltiger Flugkraftstoffe (Sustainable Aviation Fuels, SAF) und zur Verringerung der Abhängigkeit von fossilen Einsatzstoffen. In unserer jüngsten Studie vergleichen wir zwei kommerziell relevante Fischer‑Tropsch‑Katalysatoren — 20 Gew.-% Co auf Al₂O₃‑ bzw. TiO₂–SiO₂‑Trägermaterialien — unter industriellen Reaktionsbedingungen. Der TiO₂–SiO₂‑getragene Katalysator zeigt dabei eine etwa 10 % höhere Aktivität, eine erhöhte C₅⁺‑Selektivität sowie eine reduzierte Methanbildung. Durch die Kombination komplementärer in‑situ‑ und operando‑Charakterisierungsmethoden — einschließlich harter und weicher Röntgenabsorptionsspektroskopie, Röntgendiffraktometrie und Magnetometrie — zusammen mit DFT‑Modellierungen, demonstrieren wir, dass die Katalysatorleistung maßgeblich durch Metall‑Träger‑Wechselwirkungen, Porenstruktur und Kobalt‑Partikelgröße bestimmt wird.
Stärkere Co–Titanoxid‑Wechselwirkungen führen zu größeren und stabileren Kobaltpartikeln, ohne die Bildung inaktiver Verbundphasen zu begünstigen — im Gegensatz zu Alumina‑getragenen Systemen. Diese Erkenntnisse liefern konkrete und praxisrelevante Leitlinien für das Design effizienterer und langlebigerer Fischer‑Tropsch‑Katalysatoren und unterstützen damit die großskalige Umsetzung von PtL‑Technologien und SAF.