Projektbeschreibung
Neue Möglichkeit, Abfall in wertvolle Produkte zu verwandeln
Biogene Abfälle können in nützliche Produkte wie Kraftstoffe und Chemikalien umgewandelt werden. Das vom Europäischen Forschungsrat finanzierte Projekt BioValCat zielt darauf ab, diesen Prozess neu zu gestalten. Unter Verwendung von erneuerbaren Rohstoffen wie Pflanzenmaterial und landwirtschaftlichen Abfällen wird es biogene Abfälle in Kraftstoffe und Chemikalien umwandeln und gleichzeitig die Umweltbelastung verringern. Ausgehend von der jüngsten Entdeckung, dass Polyoxometallat-Katalysatoren (POM-Katalysatoren) so manipuliert werden können, dass sie effizienter und ergiebiger sind, soll im Projekt ein skalierbares, sicheres und wirtschaftliches Verfahren für die Oxidation von Biomasse zu wertvollen Carbonsäureestern entwickelt werden. Durch die Verwendung von Methanol als (Co-)Lösungsmittel unterdrücken die POM-Katalysatoren unter oxidativen Bedingungen die unerwünschte Gesamtoxidation zu CO2. BioValCat birgt das Potenzial, eine Kreislaufwirtschaft zu schaffen und zu einer nachhaltigeren Zukunft beizutragen.
Ziel
This project builds on a recent and ground-breaking discovery of the PI in the field of homogeneously catalysed, selective biomass valorisation. Materials technologies that promise improved catalytic performance are of utmost interest for a more sustainable chemical industry. Manipulating molecular catalysts like polyoxometalates (POM) in solution by tuning the solvent properties and gas atmospheres introduces a new paradigm in homogeneous-catalysed biomass valorisation technologies.
It has been found that by using methanol as a (co)solvent, POM catalysts can completely suppress undesired total oxidation to CO2 under oxidative conditions. This drastically enhances the carbon efficiency from biomass to close to 100% yield. Remarkably, this manipulating effect could be explained with the formation of a new vanadyl-methanolate-complex in methanol-aqueous solutions having a methanol content of at least 10%.
The proposed BioValCat project aims for developing this potentially disruptive technology towards an industrial viable biomass valorisation process by laying the foundations for a scalable, safe and economic process for the oxidation of biomass to valuable carboxylic acid esters. The project is structured according to the key challenges that have to be mastered in order to achieve this ambitious goal: a) Investigations to identify the nature of the POM-solvent interactions; b) Understanding and revealing the key organic mechanisms in solution; c) Development of novel POM catalysts specifically optimised to perform in aqueous-alcoholic solvent mixtures; d) Extension of the substrate and product scope to industrially viable biomass feedstock; e) Process development, with special emphasis on safety aspects, process intensification as well as product isolation and catalyst recovery.
With the proposed project the PI aims for paving the scientific route to novel, low-cost biomass utilisation technologies with great promise for decentralised valorisation of biogenic waste.
Wissenschaftliches Gebiet
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
ERC - Support for frontier research (ERC)Gastgebende Einrichtung
20148 Hamburg
Deutschland