The present Review highlights the challenges and opportunities when using the combination CO2 /H2 as a C1 synthon in catalytic reactions and processes. The transformations are classified according to the reduction level and the bond-forming processes, covering the value chain from high volume basic chemicals to complex molecules, including biologically active substances. Whereas some of these concepts can facilitate the transition of the energy system by harvesting renewable energy into chemical products, others provide options to reduce the environmental impact of chemical production already in today's petrochemical-based industry. Interdisciplinary fundamental research from chemists and chemical engineers can make important contributions to sustainable development at the interface of the energetic and chemical value chain. The present Review invites the reader to enjoy this exciting area of "catalytic chess" and maybe even to start playing some games in her or his laboratory.

Simply efficient: The homogenously catalyzed hydrogenation of CO2 to methanol is achieved by using a ruthenium phosphine complex under relatively mild conditions (see scheme; HNTf2=bis(trifluoromethane)sulfonimide). This is the first example of CO2 hydrogenation to methanol by using a single molecularly defined catalyst.

The hydrogenation of CO2 to methanol using a recyclable molecular organometallic catalyst in the absence of an alcohol additive is demonstrated for the first time.

Dual role for CO(2): Pure formic acid can be obtained continuously by hydrogenation of CO(2) in a single processing unit. An immobilized ruthenium organometallic catalyst and a nonvolatile base in an ionic liquid (IL) are combined with supercritical CO(2) as both reactant and extractive phase.

Doppelrolle für CO2: Reine Ameisensäure lässt sich aus CO2 und H2 kontinuierlich in einem integrierten Verfahren erhalten (siehe Schema). Dabei werden ein immobilisierter metallorganischer Rutheniumkomplex und eine nichtflüchtige Base in einer ionischen Flüssigkeit (IL) mit überkritischem (sc) CO2 kombiniert, das gleichzeitig als Reaktant und Extraktionsmittel fungiert.

Einfach effizient: Die homogene katalytische Hydrierung von CO2 zu Methanol gelingt mit einem Rutheniumphosphankomplex unter milden Reaktionsbedingungen (siehe Schema; HNTf2=Bis(trifluormethan)sulfonimid). Dies ist das erste Beispiel einer CO2‐Hydrierung zu Methanol mit einem einzelnen, molekular definierten homogenen Katalysator.

Dieser Aufsatz diskutiert die Chancen und Herausforderungen für die Nutzung der Kombination aus Kohlendioxid und Wasserstoff als C1‐Synthon in katalytischen Reaktionen und Prozessen. Die Transformationen werden anhand des Reduktionsgrades und der Bindungsknüpfung geordnet, wobei die chemische Wertschöpfungskette von großvolumigen Grundchemikalien bis hin zu komplexen Molekülen mit biologischer Wirkung abgedeckt wird. Die chemischen Transformationen erlauben zum einen die Speicherung und Nutzung von erneuerbaren Energien in stofflichen Produkten und bieten gleichzeitig Möglichkeiten für ressourcenschonende und umweltfreundliche Herstellungsprozesse. Interdisziplinäre Grundlagenforschung von Chemikern und Ingenieuren kann so zu nachhaltigen Technologien an der Schnittstelle von Energie und Chemie beitragen. Der Aufsatz lädt den Leser dazu ein, das “katalytische Schachbrett” der Nutzung von CO2 und H2 kennenzulernen und vielleicht selbst einige Partien darauf zu beginnen.

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