Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbundvorhaben: Komplementäre chemisch-biotechnologische Verfahrensentwicklung zur neuartigen Herstellung der 2,5-Furandicarbonsäure aus Inulin-akkumulierenden Pflanzen (KEFIP); Teilvorhaben 3: FDCA-Chemokatalyse

Anschrift
Sondervermögen Großforschung beim Karlsruher Institut für Technologie (KIT) - Institut für Katalyseforschung und -technologie (IKFT)
76344 Eggenstein-Leopoldshafen
Hermann-von-Helmholtz-Platz 1
Kontakt
Prof. Dr. Jan-Dierk Grunwaldt
Tel: +49 721 608-42120
E-Mail: jan-dierk.grunwaldt@kit.edu
FKZ
22010718
Anfang
01.05.2019
Ende
30.04.2022
Aufgabenbeschreibung
Ein vielversprechendes Ausgangsmaterial für die Herstellung von biobasierten Polymeren ist 2,5-Furandicarbonsäure (FDCA), die sich aus Kohlenhydraten bzw. kohlenhydrathaltiger Biomasse gewinnen lässt. Daraus synthetisierbare Polymere, wie etwa der Polyester Polyethylenfuranoat (PEF), zeichnen sich dabei nicht nur durch ihren Nachhaltigkeitscharakter aus, sondern verfügen gegenüber den erdölbasierten Analoga auch über verbesserte Materialeigenschaften, wie eine verringerte Durchlässigkeit für Sauerstoff, Kohlenstoffdioxid und Luftfeuchtigkeit. Ziel des Forschungsvorhabens „KEFIP" ist die Entwicklung eines nachhaltigen, mehrstufigen Verfahrens zur Konversion Inulin-haltiger Chicorée-Wurzelrüben, also eines landwirtschaftlichen Reststoffes, zu FDCA. Hierzu wird das während des Anbaus bzw. der Treiberei aufgebaute Inulin zunächst extrahiert, mittels hydrothermaler Dehydratisierung zu 5-Hydroxymethylfurfural (HMF) umgesetzt und anschließend biokatalytisch bzw. heterogenkatalytisch zu FDCA oxidiert. Im Sinne eines möglichst ressourceneffizienten Prozesses soll das aus der hydrothermalen Dehydratisierung stammende HMF nicht abgetrennt und aufgereinigt, sondern direkt für die Oxidation eingesetzt werden. 3. Der im Rahmen dieses Teilvorhabens bearbeitete Prozessschritt besteht in der katalytischen Oxidation von HMF zu FDCA im Lösungsmittel Wasser und mit Luftsauerstoff als Oxidationsmittel. Hierfür sollen robuste heterogene Katalysatoren entwickelt und getestet werden, die auch unter neutralen oder sauren Bedingungen aktiv und möglichst tolerant gegenüber im Feed vorhandenen Begleitstoffen sind. Dies würde aktuelle Prozesse deutlich verbessern.

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