ReZyKat – Hydrierkatalysatoren auf Basis biobasierter tiefeutektischer Lösungsmittel und recyclebarer Metalle - TP2: Katalysatorherstellung und Syntheseoptimierung

Herausforderung

Bei der katalytischen Umwandlung von Rohstoffen führen Verunreinigungen im Edukt sowie Alterungs- und Verkokungsprozesse zu Aktivitätsverlusten und einem regelmäßigen Austausch der Katalysatoren. Daher besteht die Herausforderung darin, hochaktive und stabile Katalysatorsysteme zu entwickeln, die gleichzeitig eine effiziente Rückgewinnung und Wiederverwendung der wertvollen Metallkomponenten ermöglichen.

Ziele und Vorhaben

Ziel des Vorhabens ist die Synthese und Untersuchung neuartiger Katalysatoren für die Hydrierung von Fünfringverbindungen, die aus nachwachsenden Rohstoffen aus der Region Mitteldeutschland, etwa Nebenprodukten der Zuckerindustrie Basischemikalien umgesetzt werden sollen. Als Aktivkomponenten kommen dabei Metalle, beispielsweise Nickel, zum Einsatz. 

Der Katalysatorträger wird mittels einer speziellen am Fraunhofer IGB entwickelten Syntheseroute auf Basis von Deep Eutectic Solvents hergestellt und soll aufgrund einer gezielt eingestellten Oberflächenpolarität eine hohe katalytische Aktivität sowie eine verbesserte Stabilität aufweisen. Da der Katalysator während der Hydrierung vergleichsweise schnell altert, wird ein Konzept zur Rückgewinnung der Aktivkomponenten entwickelt, um die eingesetzten Metalle im Kreislauf führen zu können. Industriepartner unterstützen das Projektteam bei der Auswahl geeigneter Katalysatorsysteme, der Rückgewinnung der Metalle sowie bei der Bereitstellung geeigneter Ausgangsstoffe für die Synthese der Katalysatorträger.

Auswirkung

Das Projekt ermöglicht die ressourceneffiziente Herstellung von Basischemikalien aus nachwachsenden Rohstoffen und reduziert gleichzeitig den Einsatz primärer Metallressourcen durch die Rückgewinnung und Wiederverwendung der katalytischen Aktivkomponenten. Dadurch werden fossile Rohstoffe eingespart, Abfallmengen verringert und ein zirkuläres Katalysatorkonzept geschaffen, das die nachhaltige Transformation der chemischen Industrie unterstützt und regionale Wertschöpfungsketten stärkt.