Biorefinery and Sustainable Chemistry
Ressourcenknappheit und Preisvolatilität sowie fortschreitender Klimawandel und Umweltverschmutzung unserer linearen, auf fossilen Energieträgern basierten Industrie erfordern einen Übergang zu einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft auf Basis erneuerbarer Biomasse. Jedoch umfasst Biomasse Lignocellulose, Lipide, die Triglyceride aus tierischen Fetten und pflanzlichen Ursprungs enthalten, sowie Mikroalgen und Terpentinströme. Von den genannten Ressourcen ist lignocellulosehaltige Biomasse, welche aus Cellulose, Hemicellulose und Lignin besteht, die häufigste und kostengünstigste. Dennoch führen die unterschiedlichen funktionellen Gruppen der lignocellulosehaltigen Biomasse wie -OH, -C=O, -COOH und -R-O-R- aufgrund des hohen Sauerstoffgehaltes zu hoher Reaktivität, was sie für die meisten der klassischen Katalysatoren aufgrund ihrer schnellen Deaktivierung ungeeignet macht. Daher ist unser Schlüsselansatz die Entwicklung neuartiger beständigerer Katalysatoren, wie z.B. Nanopartikel auf hochstabilen Trägern (ZrO2, CeO2 und Kohlenstoffnitride), Nanozymen und Säure-Base-Katalysatoren, in Verbindung mit integrierten Fließprozessen und grünen Lösungsmitteln für eine nachhaltige und ökonomisch effiziente Lignocellulose-Valorisierung hin zu wichtigen „Building Blocks“ für die chemische Industrie.
Die Wechselwirkung zwischen Katalysatordesign und dem integrierten lignocellulosischen Biomasse-Valorisierungsprozess kann mit einer Art "Tangotanz" verglichen werden, bei dem die Tanzpartner trotz ihrer unterschiedlichen Absichten und Bedürfnisse aufeinander eingestimmt sind und perfekt miteinander harmonieren.
