Projektbeschreibung
Industrielle Oxidationseffizienz durch innovative Katalysatoren steigern
Die Effizienz industriell durchgeführter chemischer Oxidationen wird häufig durch eine grundlegende Schwierigkeit behindert: die begrenzte Diffusion von Sauerstoff zu festen Katalysatoren in wässriger Umgebung. Dieser Engpass verlangsamt die Reaktionsgeschwindigkeit und verringert in Schlüsselbereichen wie etwa den Feinchemikalien die Produktivität. Mit traditionellen Katalyseverfahren lässt sich diese Einschränkung nur schwer überwinden, da der Transport von molekularem Sauerstoff ineffizient bleibt. Angesichts des wachsenden Bedarfs an oxidativen Reaktionen, die für die Herstellung von Aldehyden und weiteren wertvollen Verbindungen von entscheidender Bedeutung sind, werden neue Lösungen benötigt. Das Team des ERC-finanzierten Projekts NIBIOX schlägt einen bahnbrechenden Ansatz vor, bei dem molekularer Sauerstoff durch wasserlösliche anorganische Salze als Elektronenakzeptoren ersetzt wird. Mithilfe des Einsatzes von Oxidoreduktase-Enzymen, die auf polymeren Matrizen immobilisiert sind, werden innovationsbedingt Effizienz und Skalierbarkeit optimiert. Die Ergebnisse versprechen einen Wettbewerbsvorteil für die Feinchemikalienindustrie.
Ziel
The vast majority of industrial chemical oxidations catalyzed by heterogeneous catalysts (chemical and enzymatic) in aqueous solvents suffer from several technical hindrances related to diffusion restrictions of oxygen This limitation derives from the low transport rate of molecular oxygen from the gas phase to the solvation sheath on the surface of the solid catalyst where catalysis occurs. The restriction of molecular oxygen availability at the reaction point creates a bottleneck in the productivity of industrial processes. To overcome a such major limitation in industrial productivity of oxidative biocatalysis, we propose the use of a new generation of heterogeneous biocatalysts based on oxidoreductases immobilized on polymeric matrices for the oxidation of alcohols, replacing the molecular oxygen with water soluble inorganic salts as ultimate electron acceptor. The results of NIBIOX will be exploited in the fine chemicals industry. Oxidative reactions are one of the pillars of the organic synthesis toolbox. For example, the global market for aldehydes is expected to reach more than $2 billion by 2025. This means a total global market of $232 billion in industrial fine chemistry by 2027. Therefore, the successful outcome of NIBIOX and its implementation in industrial processes will result in a profitable business with a positive impact on the economy of the stakeholders involved in the exploitation of our solution.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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