Nachhaltigere Chlorchemie und Technologie
Chlor (Cl2) ist eine der wichtigsten Basischemikalien auf der Welt und wird industriell für die Herstellung zahlreicher Materialien wie Polymere, Medikamente und Agrochemikalien verwendet. Um den globalen Bedarf an Chlor zu decken, wird es weltweit in einer Größenordnung von über 90 Mio. Tonnen pro Jahr produziert. In Deutschland werden ca. 5.5 Mio. Tonnen Chlor, hauptsächlich durch Chloralkalielektrolyse hergestellt. Hierfür werden ca. 2,5% des deutschen Strombedarfs (ca. 7% in NRW) pro Jahr verbraucht.
Derzeit ist die Produktion von Chlor durch Chloralkalielektrolyse in hohem Maße von Grundlaststrom abhängig. Obwohl die Chloralkalielektrolyse prinzipiell anpassungsfähig an Stromschwankungen ist, sind die meisten nachgelagerten Prozesse, die Chlor verwenden, dies nicht. Um Chlor mit erneuerbaren Energien zu erzeugen, ist eine Zwischenlagerung des Chlors sinnvoll. Üblicherweise wird Chlor durch Druckverflüssigung gelagert, was problematisch und energieaufwendig ist und daher meist vermieden wird. Ein weiteres Problem ist der Transport von druckverflüssigtem Chlor z.B. per Bahn, gerade wenn dieser durch stark besiedelte Gebiete führt.
Die AG Riedel hat in den letzten Jahren einen neuartigen Chlorspeicher basierend auf sogenannten Polychloriden entwickelt, der im Gegensatz zur üblichen Druckverflüssigung von Chlor ein besseres Sicherheitsprofil bietet. Mit diesem Speicher könnten die derzeitigen Beschränkungen bei der Lagerung und dem Transport von Chlor überwunden werden, so dass erneuerbare Energien effizienter genutzt und eine Flexibilisierung der Chlorindustrie erreicht werden kann.
Tagesspiegel Artikel zur Chlor-Chemie.
Wikipedia-Seiten zu Polychloriden
Publikationen und Patente
- The Rise of Trichlorides Enabling an Improved Chlorine Technology - M. Kleoff, P. Voßnacker, S. Riedel Angew. Chem. Int. Ed. 2023 e202216586
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Alkyl Ammonium Chloride Salts for Efficient Chlorine Storage at Ambient Conditions - P. Voßnacker, N. Schwarze, T. Keilhack, M. Kleoff, S. Steinhauer, Y. Schiesser, M. Paven, S. Yogendra, R. Weber, S. Riedel, ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 2022, 10, 9525.
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Novel Synthetic Pathway for the Production of Phosgene - P. Voßnacker, A. Wüst, T. Keilhack, C. Müller, S. Steinhauer, H. Beckers, S. Yogendra, Y. Schiesser, R. Weber, M. Reimann, R. Müller, M. Kaupp, S. Riedel, Science Advances 2021, 7, 40: eabj5186
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Storage medium and a method of separating, storage and transportation of chlorine derived from chlorine-containing gases; Paven, Maxime; Schiesser, Yuliya; Weber, Rainer; Langstein, Gerhard; Trieu, Vinh; Hasenstab-Riedel, Sebastian; Schwarze, Nico; Steinhauer, Simon PCT Int. Appl (2018), WO 2019215037 A1. (Patent)
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Method for releasing chlorine gas from polychloride-based storage media by means of chlorine-releasing agents and use in chemical reactions; Paven, Maxime; Schiesser, Yuliya; Weber, Rainer; Bramer-Weger, Elmar; Yogendra, Sivathmeehan; Hasenstab-Riedel, Sebastian; Steinhauer, Simon; Keilhack, Thomas PCT Int. Appl. (2021), WO 2021069757 (Patent)
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Verfahren zur Herstellung von Phosgen durch Umsetzung von Polychlor-Anionen und Kohlenstoffmonoxid (2020), EP20213933.3 (Patent)
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Phosgensynthese durch Umsetzung eines Chlor und Kohlenstoffmonoxid enthaltenden Gasgemisches an organischem, Chloranion-haltigen Katalysator (2020), EP20213938. (Patent)
Weietere Publikationen zu Polychloriden und Anwendungen
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Synthesis of a Hexachloro Sulfate(IV) Dianion Enabled by Polychloride Chemistry - Patrick Voßnacker, Alisa Wüst, Carsten Müller, Merlin Kleoff, Sebastian Riedel Angew. Chem. Int. Ed. 2022 e202209684, VIP Paper
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From Missing Links to New Records: A Series of Novel Polychlorine Anions - Patrick Voßnacker, Thomas Keilhack, Nico Schwarze, Karsten Sonnenberg, Konrad Seppelt, Moritz Malischewski, Sebastian Riedel Eur. J. Inorg. Chem. 2021, 1034, VIP Paper
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Insights in the topology and the formation of a genuine ppσ bond: Experimental and computed electron densities in mono anionic trichlorine [Cl3]− - Helena Keil, Karsten Sonnenberg, Carsten Müller, Regine Herbst-Irmer, Helmut Beckers, Dietmar Stalke, Sebastian Riedel, Angew. Chem. Int Ed. 2021, 60, 2569
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Conductivity and Standard Potentials of the Ionic Liquid Trihalogen Monoanions, [X3]– and [XY2]–, [BrF4]–, X = Cl, Br, I and Y = Cl, Br - Tyler A. Gully, Patrick Voßnacker, Jonas R. Schmid, Sebastian Riedel, ChemistryOpen 2021, 10, 255
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Poly- and Interhalogen Anions from Fluorine to Iodine Karsten Sonnenberg, Lisa Mann, Frenio A. Redeker, Benjamin Schmidt, Sebastian Riedel, Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 5464 (Review)
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Beyond the limit: Investigation of large polychloride anions [Cl₁₁]⁻, [Cl₁₂]²⁻ and [Cl₁₃]⁻ - Karsten Sonnenberg, Patrick Pröhm, Nico Schwarze, Carsten Müller, Helmut Beckers, Sebastian Riedel, Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 9136
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Matrix-Isolation and Comparative Far-IR Investigation of Free Linear [Cl₃]⁻ and the Series of the Alkali Trichlorides - Frenio A. Redeker, Helmut Beckers, Sebastian Riedel, Chem. Comm., 2017, 53, 12958
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Structural Proof for the First Dianion of a Polychloride: Investigation of [Cl₈]²⁻ - Robin Brückner, Patrick Pröhm, Anja Wiesner, Simon Steinhauer, Carsten Müller, Sebastian Riedel, Angew. Chem. Int. Ed, 2016, 55, 10904
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A 2D Polychloride Network Glued by Halogen-Halogen Interaction - Robin Brückner, Heike Haller, Simon Steinhauer, Carsten Müller, Sebastian Riedel Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 15579
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Recent discoveries of polyhalogen anions – from bromine to fluorine - Heike Haller, Sebastian Riedel Z. Anorg. Allg. Chem. 2014, 640, 1281 (Review)