Nachhaltige katalytische Prozesse

Katalysatoren sind in der chemischen Industrie und der Biotechnologie unverzichtbar und allgegenwärtig. Sie beschleunigen chemische Reaktionen durch die Reduktion der Aktivierungsenergie und ermöglichen so die selektive und effiziente Synthese von Produkten.

Das Innovationsfeld »Katalysatoren« arbeitet an der Entwicklung chemischer, elektrochemischer und biotechnologischer Katalysatoren für die nachhaltige Produktion von Chemikalien und Kraftstoffen aus erneuerbaren Ressourcen.

In sogenannten CCU-Prozessen (Carbon Capture and Utilization) wird Kohlenstoffdioxid (CO2) elektro- und heterogenkatalytisch zu C1-Intermediaten, Ethen und höheren Kohlenwasserstoffen umgesetzt. Weiterhin werden Katalysatoren für die Ammoniaksynthese, Reforming-Prozesse und die oxidative Konversion organischer Edukte entwickelt.

Die gewonnenen C1-Intermediate, etwa Methanol oder Formiat, werden als Substrate in ganzzellkatalytischen Prozessen zur fermentativen Synthese höherwertiger Produkte eingesetzt.

 

Arbeitsgebiete und Technologien

  • Katalysatoren für heterogenkatalytische Gasphasenreaktionen 
  • Katalysatorscreening in kontinuierlichen und Batch-Versuchen
  • Elektrokatalysatoren und Elektroden für kathodische und anodische Reaktionen
  • Kopplung chemo-, elektro- und biokatalytischer Reaktionen in Prozesskaskaden
  • Metabolic Engineering mikrobieller Produktionsstämme
  • Prozessentwicklung
  • Machbarkeitsstudien für industrielle Prozessimplementierung

Unser Ansatz: Power-to-X-to-Y

Wenn die mit regenerativer Energie aus CO2 synthetisierten Zwischenprodukte in angekoppelten chemischen oder biotechnologischen Prozessen zu komplexeren und höherwertigen Produkten weiterverarbeitet werden, lassen sich Syntheserouten für einen weiten Bereich chemischer Produkte mit hoher Wertschöpfung entwickeln.

 

Damit wird CO2 zu einem wertvollen primären Rohstoff. Wir beraten Sie gerne, welche Routen für Ihren Fall in Frage kommen.

 

Chemische Katalysatoren

  • Katalysatorentwicklung und -synthese
  • Katalysatorscreening
  • Prozessentwicklung
    • Heterogen katalysierte Reaktionen in Gas- und Flüssigphasen
    • CO2-Konversion
    • Erneuerbarer (»grüner«) Ammoniak
 

Elektrochemische Katalysatoren

  • Entwicklung von Elektrokatalysatoren und Elektrodenmaterialien
  • Elektrochemische CO2-Konversion
  • Elektrochemische Synthesen
  • Elektrochemische Konversion biogener Rohstoffe
 

Biokatalysatoren

  • Stammentwicklung
  • Metabolic Engineering mikrobieller Produktionsstämme
  • Fermentation (Labormaßstab) von C1-Substraten
  • Konversion von C1-Substraten und anderen biogenen Substraten
  • Biobasierte Polymerbausteine
  • Mikrobielle Elektrosynthese
 

Sat1-Doku »Die Zukunft der Luftfahrt in Bayern«

Synthetische Kraftstoffe

Dr. Arne Roth und Ferdinand Vogelgsang in Straubing erklären ihre Forschung zur Herstellung von grünem Kerosin aus CO2.

 

Dossier

Biotechnologisches CO2-Recycling

Umfangreiches Dossier zum Thema CO2 als Rohstoff auf dem BMBF-Onlineportal Bioökonomie.de mit fünf IGB-Projekten