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Eine nachhaltige Methode zur Herstellung von Aminen aus land- und forstwirtschaftlichen Abfällen

Amine sind eine äußerst wichtige Klasse von Chemikalien, die häufig in Pharmazeutika, Agrochemikalien und Tensiden vorkommen. Ein systemischer Ansatz zur Gewinnung dieser essentiellen Verbindungsklasse aus erneuerbaren Quellen wurde jedoch bisher nicht erreicht. Das Projekt CatASus hat sich zum Ziel gesetzt, dies zu ändern, indem es die Produktion von Aminen aus Alkoholen ermöglicht, die wiederum aus nachwachsenden Rohstoffen, insbesondere Lignozellulose-Abfällen, gewonnen werden.

Grundlagenforschung

Lignozellulose – Pflanzentrockenmasse – ist der auf der Erde am reichlichsten vorhandene Rohstoff für die Herstellung von Biokraftstoffen, hauptsächlich Bioethanol. Sie fällt in großen Mengen als Teil land- und forstwirtschaftlicher Abfälle an, wird aber aufgrund ihrer komplexen Struktur derzeit nicht vollständig verwertet. Das vom Europäischen Forschungsrat unterstützte Projekt CatASus (Cleave and couple: Fully sustainable catalytic conversion of renewable resources to amines), das an der Universität Graz in Österreich durchgeführt wird, zielt darauf ab, dieses Problem durch die Entwicklung einer neuartigen und effizienten Methode zur Depolymerisierung (Zersetzung) von Lignozellulose in Plattformchemikalien sowie deren anschließende Umwandlung in nützliche Verbindungen, vor allem Amine (eine stickstoffhaltige Verbindung), vollständig zu lösen. Dies wäre sehr vorteilhaft, da die in der chemischen Industrie allgegenwärtigen Amine in der medizinischen Polymerchemie und als feinchemische Zwischenprodukte sehr gefragt sind. Durch die Nutzung von Lignozellulose könnte die Produktion von Aminen vollständig nachhaltig werden. CatASus zielt darauf ab, bahnbrechende Ansätze in der Katalyse zu liefern, die notwendig sind, um eine völlig neue Verwertungsplattform für Lignin zu etablieren. Der Schwerpunkt liegt dabei auf Katalysatoren, die auf billigen, auf der Erde reichlich vorhandenen Materialien beruhen, im Gegensatz zu Methoden, die teure Edelmetalle benötigen, welche immer knapper werden und deren Vorkommen in den nächsten Jahrzehnten völlig erschöpft sein könnten. Die Ergebnisse des Projekts stellen nicht nur eine große Innovation dar, da sie die Herstellung von Aminen in einer wirklich nachhaltigen „Novel-to-Waste“-Wertschöpfungskette ermöglichen, sondern bieten auch wichtige wirtschaftliche Vorteile, indem sie neue Einnahmequellen für den Agrar- und Chemiesektor schaffen sowie zum Wachstum einer europäischen Biowirtschaft beitragen. CatASus wurde im Mai 2016 ins Leben gerufen und läuft bis April 2022.

Schlüsselbegriffe

CatASus, Lignozellulose, Amine, Katalyse, Lignin-Verwertung, Biowirtschaft