Chemisch-katalytische Konversion
Ohne chemisch-katalytische Stoffumwandlungen sind Bioraffinerien undenkbar. Wir entwickeln und optimieren Katalysatoren und Verfahren zur effektiven chemischen Konversion nachwachsender Rohstoffe zu biobasierten Chemikalien.
Chemisch-katalytische Stoffumwandlungen sind die Basis der heutigen chemischen Industrie. 80 - 90 % der Prozesse werden mit Hilfe von Katalysatoren durchgeführt. Oftmals ermöglichen erst diese eine selektive, gezielte Herstellung von Produkten. Auch für die Umwandlung nachwachsender Rohstoffe zu biobasierten Chemikalien haben chemisch-katalytische Prozesse eine herausragende Bedeutung und ergänzen biotechnische Verfahren.
Bislang basieren die Verfahren zur Herstellung der Produkte der chemischen Industrie auf den knapper und teurer werdenden fossilen Rohstoffen, insbesondere Erdöl. Um alternative Prozesswege zur Herstellung dieser Produkte auf Basis von nachwachsenden Rohstoffen etablieren zu können, müssen hierfür geeignete Katalysatoren und Prozesse entwickelt werden. Wir tun dies für verschiedene Reaktionen, unter anderem für die Herstellung von:
- Zuckersäuren mit Goldkatalysatoren
- Ethercarbonsäuren als Tenside mit Bimetallkatalysatoren
- HMF aus Zuckern mit sauren Katalysatoren
- Butanol aus Ethanol mit basischen Metallkatalysatoren
- Maleinsäure aus Xylose mit multifunktionalen Katalysatoren
- Itaconsäurederivaten mit verschiedenen Katalysatoren
Wir entwickeln und synthetisieren unsere Katalysatoren selbst. Neben einer hohen Aktivität, die eine schnelle Reaktion ermöglicht, steht eine möglichst hohe Selektivität zum gewünschten Zielprodukt und eine möglichst hohe Langzeitstabilität im Fokus der Entwicklung, die auch durch verschiedene Methoden zur Katalysatorcharakterisierung unterstützt wird.
Die Katalysatoren werden je nach Reaktionstyp in Batch- oder kontinuierlichen Reaktoren eingesetzt. Durch Variation der Reaktionsbedingungen, wie Temperatur, Druck oder Konzentrationen, werden kinetische Daten gesammelt und analysiert und so die Prozessbedingungen optimiert, um eine möglichst hohe Ausbeute für das Zielprodukt zu erzielen.
