Künftige Kohlenstoffquellen

Konzept:

Eine Kernaufgabe des Lehrstuhls Carbon Sources and Conversion ist die Erschließung neuer regenerativer Kohlenstoffquellen und die Entwicklung von Verfahren zur stofflichen Nutzung dieses gebundenen Kohlenstoffs. Dabei existieren unterschiedliche Arten von nachwachsenden Rohstoffen: Pflanzen bestehen neben Früchten, Blüten und Blättern zu großen Teilen aus verholzten Fasern, wobei jeder Teil aus bestimmten Stoffen aufgebaut ist: Die in den Früchten, Blättern und Blüten enthaltenen Fette, Öle und Zucker werden vor Allem für Nahrungsmittel verwendet. Die verholzten Fasern hingegen dienen zu einem großen Teil der Zellstoffgewinnung. In diesen Fasern ist der Kohlenstoff in Form von Cellulose, Hemicellulose und Lignin gebunden, wobei die Zellstoffindustrie lediglich Verwendung für Cellulose und Hemicellulose hat. Das Lignin wird mittels aufwändiger Verfahren abgetrennt und kaum stofflich genutzt. Lignin ist chemisch ein aus Phenylpropaneinheiten aufgebautes hochmolekulares Polymer, dessen Zusammensetzung sich in den verschiedenen Holzarten unterscheidet.

Ansatz:

Um eine gezielte Nutzung von Lignin als erneuerbare Kohlenstoffquelle in technischem Maßstab erreichen zu können, muss die Morphologie und die chemische Struktur charakterisiert werden. Auf Basis dieser Informationen können dann Katalysatorsysteme entwickelt werden, um gezielt Produkte mit hoher Selektivität herstellen zu können. Ein besonders interessantes Produkt, welches zurzeit in der Industrie rein erdölbasiert hergestellt wird, sind die Phenole. Sie gelten als Basischemikalien und finden Anwendung in vielen Bereichen der chemischen Industrie. Um Phenole aus Lignin gewinnen zu können werden am Lehrstuhl CSC Verfahren zur Depolymerisation entwickelt. Erreicht wird dies durch ein stark interdisziplinäres Team aus den Fachrichtungen Verfahrenstechnik, Katalysatorentwicklung und analytische Methodenentwicklung.