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Hintergrund
Derzeit kann nur eine sehr geringe Anzahl wirtschaftlich interessanter Verbindungen direkt aus Holzbiomasse gewonnen werden, ohne auf Fermentation zurückzugreifen. Trotz zahlreicher Fortschritte im Laufe der letzten zehn Jahre ist für die Umwandlung von Holz die Entwicklung neuer Strategien nötig. Als Pionierin bei der Umwandlung von Cellulose und Lignin (den beiden wichtigsten Bestandteilen von Holzbiomasse) stellte die Forschungsgruppe in den vergangenen Jahren die Verwendung multifunktioneller Katalysesystemen und neuer Katalysatoren auf Nanopartikelbasis vor, die speziell auf die gezielte und effiziente Zersetzung dieser beiden Biopolymere ausgelegt sind. Von diesem Projekt erhoffen sich die Forschenden die Entwicklung von Prozessen, die kommerziellen Anforderungen gerecht werden.
Ziel
Die Gruppe erforscht eine neuartige Strategie zur Umwandlung von Holz und anderen Lignocellulosematerialien in chemische Grundprodukte (einwertige, zweiwertige und mehrwertige Alkohole, Furfural, Furan und Hydrofuranderivate, Ketone, Säuren und aromatische Verbindungen) und letztendlich in Feinchemikalien und Kraftstoffe. Hierzu verfolgt das Projekt zwei parallele Ansätze: die Optimierung der Katalysatoren sowie die Optimierung der Prozesse. Der erste Ansatz besteht in der Konzeption stabiler, selektiver und aktiver Nanokatalysatoren sowie in der Entwicklung leistungsstarker multifunktioneller Katalysesysteme. Der zweite Ansatz betrifft die Identifizierung von Produkten sowie das Verständnis der Reaktionswege und nachgelagerten Umwandlungen.
Bedeutung
Die Forschenden beschreiben eine Strategie, wie sich Holz unter milden Bedingungen simultan in eine Reihe chemischer Produkte umwandeln lässt. Durch diese Forschung kann Holz potenziell zu einem Rohstoff für die Herstellung von chemischen Produkten oder Kraftstoffen werden. Die Forschungsgruppe plant die Entwicklung effizienter Katalysesysteme, die die Umsetzung des Prozesses im Pilotanlagenmassstab zu relativ geringen Kosten ermöglichen.