Neue Tech­no­lo­gien für eine grü­ne Chemie

Pro­duk­ti­ons­ket­ten defos­si­li­sie­ren sowie eine zir­ku­lä­re, treib­haus­gas­neu­tra­le Stoff- und Ener­gie­wand­lung eta­blie­ren – die che­mi­sche Indus­trie hat sich in Sachen Nach­hal­tig­keit ehr­gei­zi­ge Zie­le gesetzt. Unter­stüt­zung bei die­sem Pro­zess leis­ten ab sofort neun Insti­tu­te der Fraun­ho­fer-Gesell­schaft: Im Leit­pro­jekt ShaPID wol­len sie ihre For­schungs­ak­ti­vi­tä­ten für das Errei­chen der Nach­hal­tig­keits­zie­le bün­deln und gleich­zei­tig ihre Bezie­hun­gen zur Bran­che stärken.
»Kon­kret wol­len wir zei­gen, dass eine nach­hal­ti­ge, grü­ne Che­mie durch pra­xis­na­he tech­no­lo­gi­sche Inno­va­tio­nen mög­lich ist«, erläu­tert Prof. Ulf-Peter Apfel vom Fraun­ho­fer UMSICHT, einem der betei­lig­ten Insti­tu­te. »Auf Grund­la­ge der inter­na­tio­nal aner­kann­ten „12 Princi­ples of Green Che­mi­stry“ wol­len wir gemein­sam neue Metho­den und Tech­no­lo­gien ent­wi­ckeln.« Im Fokus der For­schen­de ste­hen dabei vier kom­ple­men­tä­re Berei­che: (1) die Synthese‑, Reak­ti­ons- und Kata­ly­se­tech­nik, (2) die kon­ti­nu­ier­li­che Pro­zess- und Ver­fah­rens­tech­nik, (3) die Model­lie­rung, Simu­la­ti­on und Pro­zess­op­ti­mie­rung sowie (4) die Digi­ta­li­sie­rung und Automation.
Vom grü­nen Roh­stoff zum grü­nen Produkt
Die Anwen­dung der neu­en Tech­no­lo­gien und Metho­den soll im tech­ni­schen Maß­stab an drei Refe­renz­pro­zes­sen demons­triert wer­den, die unter­schied­li­che Pro­dukt­spar­ten der Che­mie adres­sie­ren: Bei »Green Plastics« geht es um die Gestal­tung neu­er Poly­me­re aus CO2 und bio­ge­nen Roh­stoff­quel­len, wäh­rend bei »Green Mono­me­rs« ener­gie­ef­fi­zi­en­te Syn­the­sen von Mono­me­ren aus nicht-fos­si­len Roh­stof­fen beleuch­tet wer­den. Last but not least wird bei »Effi­ci­ent Buil­ding Blocks« der Ein­satz hoch­re­ak­ti­ver Mole­kü­le für die atom­ef­fi­zi­en­te Syn­the­se unter­sucht. »Alle drei Pro­zes­se beschrei­ten den Weg vom grü­nen Roh­stoff über eine grü­ne Pro­zess­füh­rung bis hin zu grü­nen Pro­duk­ten«, so Ulf-Peter Apfel. »Die Ent­wick­lung wird eng sowohl von Life Cycle Assess­ments und Sys­tem­ana­ly­sen als auch von REACh-Bewer­tun­gen und (Öko-)Toxizitätsvorhersagen begleitet.«
Die For­schen­den des Fraun­ho­fer UMSICHT kon­zen­trie­ren sich im Rah­men von ShaPID auf die Eta­blie­rung von Demons­tra­to­ren im Bereich »Green Mono­me­rs«. »Dabei geht es vor allem um die alter­na­ti­ve Syn­the­se von 1,4‑Butadien und Dio­len – alle­samt wich­ti­ge Ver­bin­dun­gen für die che­mi­sche Indus­trie – aus nach­wach­sen­den Roh­stof­fen über neue ther­mi­sche und elek­tro­che­mi­sche Pfa­de«, erklärt Dr. Bar­ba­ra Zeidler-Fandrich.