Power-to-X und »grüne« Plattformchemikalien

Wir arbeiten an Prozessen, die die nachhaltige Versorgung der zukünftigen chemischen Industrie mit erneuerbaren und CO2‑neutralen Plattformchemikalien ermöglichen.

Dabei verfolgen wir vor allem einen Drop‑in‑Ansatz: Konventionelle chemische Ausgangsstoffe werden über neue Prozessrouten auf vollständig erneuerbarer Stoff- und Energiebasis bereitgestellt. Power‑to‑X‑to‑Y‑Prozesskaskaden spielen hier eine zentrale Rolle: Einfache, aber energiereiche Produkte aus regenerativ erzeugtem Wasserstoff und CO2 bzw. Stickstoff sind Methanol und Ammoniak. Diese wichtigen chemischen Verbindungen bilden wiederum Ausgangsstoffe für die Synthese von Plattformchemikalien oder die Herstellung von organischen Säuren, Aminosäuren oder Sekundärmetaboliten mithilfe von Bioprozessen.

Weitere wichtige chemische Produkte, für die wir neue grüne Syntheseverfahren entwickeln und Katalysatoren testen, sind Acrylsäure und Acrylnitril sowie Dimethylfuran (DMF).

Vorteile

  • Klimaneutrale Produktion von Plattformchemikalien auf erneuerbarer Rohstoff- und Energiebasis
  • CO2-Kreislaufwirtschaft
  • Unabhängigkeit von fossilen Rohstoffen
  • Dezentrale Produktion möglich

Unsere Leistungen

  • Entwicklung von Prozessen inklusive Katalysatorsynthese, -screening und -optimierung
  • Prozessskalierung
  • Herstellung von Mustermengen

Publikationen

J. T. Fabarius, C. Pietzka, D. Pangotra, L. Vieira, C. Sagstetter, M. Speck, A. Roth et al. (2024). Process Cascade for the Production of Green Polymers from CO2 and Electric Energy. Chemie Ingenieur Technik, 96(5), 698-712.
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cite.202400002 

 

Melcher, F.,Vogelgsang, F.,Haack, M.,Masri, M.,Ringel, M.,Roth, A.,Garbe, D., & Brück,T. (2023). Lipase-mediatedplantoilhydrolysis—Toward a quantitative glycerol recovery for the synthesis of pure allyl alcohol and acrylonitrile. European Journal of Lipid Science & Technology, 2200196.
https://doi.org/10.1002/ejlt.202200196 

Weiterführende Informationen

Herstellung von grünem Ammoniak

Referenzprojekte

 

Januar 2024 – Dezember 2026

AmmonVektor

Grünes Ammoniak als dezentraler, sektorenübergreifender Energievektor für die deutsche Energiewende

Das Fraunhofer-Leitprojekt erforscht Ammoniak als Energievektor für den Transport von Wasserstoff. Dabei wird die gesamte Wertschöpfungskette betrachtet. 

 

November 2022 – Oktober 2025

DiMeFu

Dimethylfuran als nachhaltiges Folgeprodukt von 5-Hydroxymethylfurfural: Herstellung und Anwendungen eines biobasierten Lösungsmittels

Ziel des Projekts DiMeFu ist die weitere Optimierung und die anschließende Hochskalierung eines in der Arbeitsgruppe von Prof. Muhler entwickelten heterogen katalysierten Prozesses. Im Rahmen eines DFG-Vorgängerprojekts wurde 5-Hydroxymethylfurfural (5-HMF) mittels neuartiger Pd-basierter Katalysatoren geträgert auf N-dotiertem Kohlenstoff und unter milden Reaktionsbedingungen unter Zuhilfenahme von Ameisensäure erfolgreich zu Dimethylfuran (DMF) umgesetzt.

 

Januar 2021 – Dezember 2023

Fraunhofer-Leitprojekt »ShaPID«

Shaping the Future of Green Chemistry by Process Intensification and Digitalization

Die chemische Industrie ist für eine Vielzahl industrieller Wertschöpfungsketten unverzichtbar und einer der wichtigsten Impulsgeber für neue Produktentwicklungen und Innovationen. Globale Herausforderungen in den Bereichen Klimaschutz, Energie- und Ressourceneffizienz, gepaart mit den Forderungen aus Gesellschaft und Politik nach einer grünen, nachhaltigen Chemie, haben dazu geführt, dass sich die chemische Industrie ehrgeizige Ziele gesetzt hat, um ihre Produktionsprozesse zu defossilisieren und eine zirkuläre, treibhausgasneutrale Stoff- und Energiewandlung zu etablieren. Diese Transformation erfordert große Forschungs- und Entwicklungsanstrengungen.

 

November 2018 – Juli 2020

Green Ammonia

Grüne Ammoniakproduktion in Marokko

Ammoniak wird in großen Mengen zur Produktion von Düngemitteln benötigt. Im Auftrag des marokkanischen Düngemittelherstellers OCP hat das Fraunhofer IGB, gemeinsam mit dem Fraunhofer IMWS neue Technologien zur nachhaltigen Produktion von Ammoniak untersucht.

 

Oktober 2016 – September 2020

GreenCarbon

Fortschrittliche Kohlenstoffmaterialien aus Bioabfall: Nachhaltige Wege zur Förderung innovativer grüner Technologien

Das Forschungsfeld konzentriert sich auf die Herstellung von Carbonmaterialien auf Basis nachwachsender Rohstoffe sowie deren Weiterentwicklung zum Katalysator oder Adsorbermaterial für High-Performance- Anwendungen.