Katalyse und Umwelt

Katalysatoren sind für die Umwelt von großer Bedeutung. Das betrifft zunächst einmal die Entstehung und Verstärkung von Umweltschäden. Wir erläutern dies an exemplarischen Reaktionszyklen aus der Umweltchemie wie die durch Stickoxide und Hydroxyradikale katalysierte Entstehung von Fotosmog und bodennahem Ozon sowie die durch Chlorradikale katalysierte Zerstörung des Ozonlochs über den Polarregionen.

Aber auch Umwelttechnologien, die belastete Medien präventiv vor Immissionen schützen oder belastete Medien dekontaminieren sollen, beruhen auf Katalysereaktionen. Das populärste Beispiel ist sicherlich die Entstickung mit dem sagenhaften Auto-Kat. Andere Beiträge zur Abgasreinigung betreffen einige Entschwefelungsverfahren sowie den Einsatz von Braunstein und Aktivkohle zur Spaltung von Ozon, etwa beim Betrieb von Klimaanlagen oder der Belüftung von Innenräumen von Flugzeugen, die in der Stratosphäre fliegen.

Vergessen wollen wir auch nicht die katalytischen Methoden in der chemischen Analytik, die für Umweltfragen wichtig sind. Dazu gehören aber auch die enzymatischen Untersuchungsmethoden der Medizin, wichtige Hilfsmittel zur Diagnostik.

Katalysen betreffen aber nicht nur die Abgasreinigung bei Kraftfahrzeugen oder Kraftwerken. Da die Aktivierungsenergie gesenkt wird, wird bei chemischen Synthesen Energie eingespart und der Energieausstoß ("Wärmemüll") in die Umwelt geringer. Weiter kann man chemische Synthesen gezielt steuern und somit die Menge an Abfällen reduzieren. Die Nebenprodukte sind heute aufgrund der Möglichkeiten zur katalytischen Feinsteuerung von Industrieverfahren oftmals nicht mehr Abfälle, sondern "Koppelprodukte", die ebenfalls vermarktet werden. Deshalb gibt es mittlerweile kaum noch ein Industrieverfahren ohne Beteiligung von Katalysatoren.
Beispiele für katalytische Verfahren der Großindustrie mit umweltschonendem Know-how sind Sodaherstellung nach den Verfahren von Solvay statt Leblanc und Estersynthesen unter Substitution der Schwefelsäure durch saure Kationenaustauscher.

Katalysen bringen aber auch ungeahnte Probleme mit sich. Denn sie betreffen die Abfälle, die wir produzieren. Beispiele sind die chaotische Chemie der Müllberge und das feinverteilte Platin in der Landschaft (-> Webseite).


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Letzte Überarbeitung: 31. August 2001, Dagmar Wiechoczek