Bosch-Reaktion
# Bosch-Reaktion

Die Bosch-Reaktion ist eine chemische Reaktion zwischen Kohlenstoffdioxid und Wasserstoff, welche elementaren Kohlenstoff (Graphit), Wasser und Energie in Form von Wärme produziert. Sie ist benannt nach dem deutschen Chemiker Carl Bosch (1874–1940).

## Reaktionsmechanismus

Die Reaktion verläuft nach folgendem Prinzip:

    $\mathrm {CO_{2}+2\,H_{2}\longrightarrow C+2\,H_{2}O} ,\qquad \Delta H^{0}=-90{,}1\ \mathrm {kJ/mol}$
    Kohlenstoffdioxid reagiert mit Wasserstoff zu Kohlenstoff und Wasser, wobei Energie frei wirdobige Reaktion ist das Resultat einer Redoxreaktion, welche eigentlich aus zwei einzelnen Reaktionsschritten besteht.

Die erste Reaktion, die Wassergas-Shift-Reaktion, verläuft schnell

    $\mathrm {CO_{2}+H_{2}\longrightarrow CO+H_{2}O} ,\qquad \Delta H^{0}=41{,}2\ \mathrm {kJ/mol}$
    Kohlenstoffdioxid reagiert mit Wasserstoff zu Kohlenstoffmonoxid und Wasser

Die zweite Reaktion kontrolliert die Reaktionsgeschwindigkeit

    $\mathrm {CO+H_{2}\longrightarrow C+H_{2}O} ,\qquad \Delta H^{0}=-131{,}3\ \mathrm {kJ/mol}$
    Kohlenstoffmonoxid reagiert mit Wasserstoff zu Kohlenstoff und Wasser

Bei einer Reaktionstemperatur von 650 °C werden 2,3 · $10^3$ Joule pro Gramm Kohlenstoffdioxid frei.

Die Reaktion kann durch die Präsenz von Eisen, Kobalt, Nickel oder Ruthenium als Katalysator beschleunigt werden. Der bei der Reaktion auftretende, elementare Kohlenstoff tendiert dazu, sich auf der Katalysatoroberfläche abzusetzen. Dies wirkt sich nachteilig auf die Effizienz der Reaktion aus.

## Anwendungen

Derzeit wird daran geforscht, die Bosch-Reaktion und den Sabatier-Prozess in der Raumfahrt einzusetzen. Da $CO_2$ auf Raumstationen und Raumschiffen stets verfügbar ist (der in der Atemluft enthaltene Sauerstoff wird vom Körper in $CO_2$ umgewandelt), könnten beide Verfahren folgenden Zwecken dienen:

* Reinigung der Atemluft $(CO_2$ entfernen)
* Rückgewinnung von Sauerstoff aus $CO_2$
* Produktion von Wasser
* Gewinnung von Treibstoff
