Voll-Enzym-Hydrogele im Einsatz - 13.12.2023

Biokatalytische Schäume ermöglichen die nachhaltige Synthese komplexer Moleküle

Konventionelle chemische Syntheseprozesse verbrauchen viel Energie und umwelt-schädigende Lösungsmittel. Die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Christof Niemeyer vom Karlsruher Institut für Technologie hat aus vernetzten Enzymen poröse, feste Schäume generiert, die die Produktion hochwertiger Verbindungen unter deutlich umwelt-schonenderen Bedingungen erlauben. Die neuartigen Biokatalysatoren sind zudem extrem widerstandsfähig und lange haltbar.

Ein großes Ziel der Chemie ist es, auf einfachem Weg Amine aus Ammoniak und ungesättigten Kohlenwasserstoffen zu erzeugen. Während der katalytischen Addition, bei der Ammoniak aktiviert und anschließend übertragen wird, entsteht zudem kein Abfall und so ist sie besonders nachhaltig. Forschende am KIT haben ein System entwickelt, das nicht auf Übergangsmetallen, sondern auf einer Verbindung aus Hauptgruppenelementen basiert.

Im Projekt »InBiRa« entwickeln Forschende des Fraunhofer-Instituts für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB in Stuttgart eine Insektenbioraffinerie. Mit deren Hilfe sollen sich neuartige Produkte aus Abfällen herstellen und somit Stoffkreisläufe nachhaltig schließen lassen.

Kieselalgen als Bioraffinerie - 05.05.2023

Mikroalgen: Nachhaltige Chemikalienproduktion in der Minifabrik

Nachwachsende Rohstoffe als Alternativen zu fossilen Ressourcen gibt es einige. Damit aus diesen Produkte unseres Alltags werden können, müssen Pflanzenöle & Co. nicht nur gewonnen, sondern chemisch weiterverarbeitet werden. Forschende der Uni Konstanz haben Mikroalgenzellen so in winzige Raffinerien umfunktioniert, dass diese nicht nur Rohstoffe herstellen, sondern diese auch gleich aufwerten und damit nachhaltige Chemikalien liefern…

Im Februar nahm das estnische Start-up New Standard Oil erfolgreich den ersten großtechnischen Prototyp zur Trocknung und Torrefizierung von biogenen Reststoffen in Betrieb. Die Anlage arbeitet mit Heißdampf bei Atmosphärendruck und damit äußerst energieeffizient.

Baden-Württemberg unterstützt die Initiative der Bundesregierung, auf EU-Ebene die Ewigkeits-Chemikalien PFAS zu verbieten.

Die Bioökonomie kann ein zentraler Baustein für die Transformation unserer größtenteils auf Kohle, Öl und Gas gestützten Wirtschaft sein. Nachwachsende Rohstoffe und synthetische Kohlenstoffverbindungen sind jedoch knapp und teuer. Sie sollten in Bereichen wie der chemischen Industrie eingesetzt werden – und nicht als Energieträger. Das ifeu stellt jetzt die Ergebnisse von vier richtungsweisenden Studien vor.

Den Küken schmeckt’s: Die ersten 50 kg Proteinextrakt – gewonnen aus Grünland-Schnitt – konnten Forschende der Universität Hohenheim in Stuttgart verfüttern. Doch in den Pflanzen von Wiesen und Weiden steckt noch mehr als eine neue Eiweißquelle für Schweine und Geflügel: Auch in der menschlichen Ernährung könnten sie eine Alternative zu Soja darstellen. Außerdem sind sie Ausgangsmaterial für biobasierte Kunststoffe und Papier, Energie und Dünger.

Chemische Bausteine aus Kunststoffabfällen; Sturzgefahr reduzieren durch virtuelle Orientierungshilfen: Die Konstanzer Chemiker Manuel Häußler und Lukas Odenwald sowie der Konstanzer Sportwissenschaftler Lorenz Assländer erhalten baden-württembergische Prototypenförderung für ihre Transferprojekte „Waste2DCA“ und „Augmented Balance“.

Ist die Zukunft auf den Äckern vollautonom und von Robotik geprägt? Das Forscherteam um Kevin Bregler ist Feuer und Flamme für die neue Technologie, die einen Weg zu einer ökologischen und nachhaltigen Landwirtschaft ebnen kann. Ihr Prototyp des Landwirtschaftsroboters CURT war bereits erfolgreich auf Äckern unterwegs. Die dahintersteckende Technik ist allerdings durchaus anspruchsvoll und wird auch klassischen Traktoren nicht den Garaus machen.

Phosphat ist Fluch und Segen zugleich. Der Rohstoff ist ein grundlegender Baustein allen organischen Lebens und somit unverzichtbar. Gleichzeitig kann er aber auch schädlich wirken – etwa, wenn er in großen Mengen durch unser Abwasser in natürliche Gewässer gelangt. Dann kann Phosphat ein Pflanzen- und Algenwachstum verursachen, das Gewässer »umkippen« lässt.

Heute gab es bei Familie Müller Joghurt zum Frühstück. Jetzt stehen 4 Becher auf dem Tisch, die früher einfach in den Restmüll gewandert sind. Heutzutage wird aber der Müll sauber und sortenrein getrennt. Der Deckel wandert in den gelben Sack, die Pappumhüllung des Plastikbechers wird entfernt und dem Papierrecycling zugeführt, der jetzt nackte Becher darf auch in den gelben Sack.

Fossile Rohstoffe sind begrenzt und nicht überall auf der Welt vorhanden und abbaubar – das wird uns am Beispiel fossiler Brennstoffe und aktuell steigender Energiepreise gerade schmerzhaft vor Augen geführt. Nachwachsende Rohstoffquellen werden daher künftig eine immer größere Rolle spielen: als Energieträger, aber idealerweise auch als Lieferant von Bausteinen für umweltverträglichere Chemikalien und Materialien.

Die Südzucker AG ist im Juli 2022 der Renewable Carbon Initiative (RCI) beigetreten. Mit der Mitgliedschaft unterstreicht Südzucker die Ambitionen des Unternehmens zur Unterstützung einer beschleunigten Transformation der Nutzung von fossilem Kohlenstoff hin zu erneuerbarem Kohlenstoff aus Biomasse, Kohlenstoffdioxid und Recycling.

Der hohe Kohlenstoffdioxid-Ausstoß ist eine der Hauptursachen für Klimawandel und Erderwärmung. Neben der Senkung der Emissionen wird auch daran gearbeitet, Kohlenstoffdioxid aus der Luft zu filtern. Das Land fördert ein entsprechendes Forschungsprojekt.

pre-Start-up Wheyfinery - 13.04.2022

Sauermolke als wertvoller Rohstoff für Plattformchemikalien und mehr

Mit Sauermolke kann man nicht sehr viel anfangen. Deshalb werden mehrere Mio. Liter dieses Abfallprodukts jedes Jahr entsorgt – teuer und nicht sehr nachhaltig. Es geht auch anders: Forschende der Uni Tübingen stellen Bioöl als Grundstoff für Kraftstoff, Feinchemikalien oder antimikrobiellen Tierfutterzusatz aus Sauermolke her. Mit dem pre-Start-up Wheyfinery möchten sie ihr skalierbares Bioraffineriekonzept für die Zukunft marktfähig machen.

Das Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg finanziert das Projekt KoalAplan, das den Funktionsumfang einer Kläranlage um Möglichkeiten zur Rohstoffrückgewinnung aus dem Abwasser erweitert. Das Projekt leistet einen positiven Beitrag zur Klimaneutralität, da die erhaltenen Produkte fossile Rohstoffe und energieintensive Verfahren ersetzen.

Nebenprodukte aus der Fasergewinnung für die Papierherstellung sollen für die Herstellung von Biokunststoffen dienen – Biokunststoff made in Baden-Württemberg.

Aus Kohlenstoffdioxid wichtige Ausgangsmaterialien für Feinchemikalien machen – das funktioniert tatsächlich: Einem Forscherteam des Fraunhofer IGB ist es im Max-Planck-Kooperationsprojekt eBioCO2n erstmals gelungen, CO2 in einer auf dem Transfer von Elektronen basierenden Enzymkaskade zu fixieren und in einen festen Ausgangsstoff für die chemische Industrie umzuwandeln.

Klimaschonende Kreislaufwirtschaft - 11.11.2021

CO2 aus der Luft als Rohstoff für Chemikalien

Einem Fraunhofer-Team ist es gelungen, mittels aus der Luft adsorbiertem CO2 einen Farbstoff herzustellen. Das Motiv: klima- und ressourcenschonende Kreislaufwirtschaft. Neben Chemikalien lassen sich auch Kraftstoffe kosteneffizient herstellen. Wie verläuft das technische Verfahren, und welche Chancen eröffnen sich?

Wissenschaftler der Universität Tübingen beteiligt: Internationales Forschungszentrum arbeitet an Technologien, mit denen sich Koh-lendioxid in neue Rohstoffe umwandeln lässt.

Gemeinsame Forschungsprojekte, Industriekooperationen, Patentanmeldungen – das landesweite Forschungsprogramm Bioökonomie wird noch lange nachwirken. Eine biobasierte Wirtschaft gilt als die Chance für die Zukunft: In Zeiten steigenden Nahrungs- und Energiebedarfs und immer knapper werdender fossiler Rohstoffe setzt die Bioökonomie auf Nahrungsmittel, Rohstoffe und Energie aus Reststoffen, Pflanzen und Mikroorganismen.

Basis für die Papierherstellung ist fast ausschließlich Holzzellstoff, ob als Frischfaser oder Deinking-Material. Eine andere - noch wenig bekannte Pflanze - könnte nun zu einem neuen, nachhaltigen Faserstoff-Lieferanten für die Papierherstellung werden: die mehrjährige Energiepflanze »Durchwachsene Silphie«. Fraunhofer UMSICHT erstellte für OutNature eine Ökobilanzstudie zu Papier aus Silphie-Fasern.

An den Deutschen Instituten für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) werden Cellulosefilamente aus Hanfzellstoff hergestellt. Der Zellstoff stammt aus nachhaltiger und umweltverträglicher Bewirtschaftung. Das Gemeinschaftsprojekt der DITF und RBX Créations wurde auf der 5th International Conference on Natural Fibers 2021 (RNCF) mit dem ‚Natural Fibrenamics Award 2021 – honorable mention‘ ausgezeichnet.

Die eigene Bioraffinerie vor der Haustür am Bauernhof der Zukunft: Für dieses Ziel bündeln Uni Hohenheim und Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) jetzt ihr Know-how.