Spezial- und Feinchemikalien

Die chemische Industrie benötigt verschiedene Zusatzstoffe für Produktions- und Herstellungsverfahren. Es existiert bereits eine sehr große Anzahl solcher Stoffe, die zur Gruppe der Spezial- und Feinchemikalien zusammengefasst werden können. Diese werden beispielsweise eingesetzt als Aromastoffe in Lebensmitteln, als Wirkstoffe in Pharmazeutika oder als Additive in Polymeren. Im Zuge der Entwicklung einer nachhaltigen Industrie, besteht ein immer größerer Bedarf an biobasierten Chemikalien mit speziellen Eigenschaften für definierte Anwendungsbereiche.

Am Fraunhofer IGB werden komplexe Synthesen und moderne Analysetechniken für die Herstellung von neuen biobasierten Spezial- und Feinchemikalien eingesetzt. Der Fokus liegt dabei unter anderem auf dem Einsatz natürlicher Syntheseverfahren und der Verwendung regenerativer Ressourcen. Unter Berücksichtigung ökologischer und ökonomischer Aspekte entstehen so bereits im Labormaßstab maßgeschneiderte Chemikalien für den Einsatz in nachhaltigen Industrieprozessen.

Forschungsschwerpunkte und Referenzprojekte

Neue Hochleistungspolyamide aus terpenoiden Abfallströmen

Terpene, sekundäre Inhaltsstoffe von Pflanzen, sind in der Natur reichlich vorhanden. Bei der Herstellung von Zellulose für die Papierherstellung fallen Terpene als Terpentinöl in erheblicher Menge als Nebenprodukt an. Um Terpene stofflich zu verwerten, erarbeitet das Fraunhofer IGB Synthesewege für verschiedene Terpenderivate, die als Monomere zur Herstellung neuer Biopolymere eingesetzt werden können.

Aromatische Synthesebausteine aus Lignin – Lignoplast

Die gewünschten Aromaten werden durch hydrolytischen Abbau der makromolekularen Lignine gewonnen und anschließend chemisch und enzymatisch funktionalisiert, um Klebstoffe, Lacke, Polyurethane und Epoxide herzustellen.

Kosteneffiziente Umwandlung von Kohlendioxid in Feinchemikalien – CELBICON

Entwicklung von neuen „CO2-to-chemicals“-Technologien. Dieses Ziel wird durch die Kombination aus Absorption von CO2 aus der Luft, elektrochemischer CO2-Umsetzung zu C1-Intermediaten und einer abschließenden Fermentation der Intermediate zu höherwertigen Chemikalien erreicht.

Amine nachhaltig produziert – Bi-Amin

Biotechnologische Verfahren eröffnen die Möglichkeit, anstelle fossiler Rohstoffe auch verschiedene nachwachsende Rohstoffe als Substrate einzusetzen. Außerdem arbeiten Biokatalysatoren – Enzyme, die vielfach aus Mikroorganismen oder Pflanzen gewonnen werden – am besten bei niedrigen Temperaturen und unter Normaldruck, also unter »natürlichen« Bedingungen. Dies kann die Energiebilanz des Herstellungsprozesses verbessern.

Fraunhofer-Leitprojekt »Strom als Rohstoff«

Die Energiewende in Deutschland ist in vollem Gange. Im Jahr 2013 machten erneuerbare Energien 24 Prozent der Stromerzeugung von 630 TWh aus. Bis 2050 soll ihr Anteil auf 80 Prozent steigen, gleichzeitig sollen die Treibhausgasemissionen um 80 Prozent gegenüber 1990 sinken. Der damit verbundene Ausbau von Windkraft und Fotovoltaik lässt das Stromangebot aus fluktuierenden Energiequellen deutlich weiter ansteigen. Für den Industriestandort Deutschland stellt sich daher die drängende Frage, ob und wie sich das zu erwartende Überangebot im Energiesystem effizient mit energieintensiven Produktionssystemen koppeln lässt.