Der neue Katalysator, der von der Ruhr-Universität in Bochum entwickelt wurde, ermöglicht die nachhaltige Produktion von Kunststoffen und erzeugt Wasserstoff als potenzielle saubere Energiequelle.
Dulce Morales, Steffen Cychy, Stefan Barwe, Dennis Hiltrop, Martin Muhler und Wolfgang Schuhmann.
Bildquelle: Ruhr-Universität, Bochum, Deutschland (RUB)
Ein Chemiker der Ruhr-Universität (RUB) in Bochum hat einen neuen kostengünstigen Katalysator für die Herstellung von Kunststoffen entwickelt, der aus biolefinierten Produkten Rohstoffe für synthetische Kunststoffe herstellt, die das am weitesten verbreitete PET sein werden. Eine nachhaltige Alternative zu Ethylenterephthalat, gleichzeitig kann während der Reaktion auch sauberer Wasserstoff erzeugt werden.
Die Studie wurde von einem Team um Dr. Stefan Barwe und Dr. Wolfgang Schuhmann vom Elektrochemischen Forschungszentrum Bochum unter der Leitung von Dr. Martin Muhler in Zusammenarbeit mit dem RUB-Labor durchgeführt und am 9. Juli 2018 in der Angewandten Chemie veröffentlicht. Die Studie.
"Wenn wir Rohöl nicht mehr als Rohstoff verwenden, sondern Biomasse verwenden, die nicht als Lebensmittel verwendet werden kann, sind wir der nachhaltigen chemischen Industrie einen großen Schritt näher gekommen", sagte Wolfgang Schuhmann.
Alternative zu PET
In dieser Studie haben Bochumer Forscher einen Nickelboridkatalysator entwickelt, weil er keine Edelmetalle enthält und einfacher zu erhalten und kostengünstiger als viele andere Katalysatoren ist. Er kann zum biorefiniten HMF ( Umwandlung von 5-Hydroxymethylfurfural zu FDCA (2,5-Furandicarbonsäure). "FDCA nimmt in der Industrie eine zentrale Position ein, da es zu Polyester verarbeitet werden kann und somit einen Ersatz für PET - PEF ( 2, 5-Furandicarboxylat), die alle auf nachwachsenden Rohstoffen basieren, also Pflanzen. "Stefan Barwe erklärt.
Die Wasserstofferzeugung reduziert den Energieverbrauch
In den Tests des Bochumer Teams In nur einer halben Stunde kann der Katalysator 98,5% des Ausgangsmaterials HMF in FDCA umwandeln, und es gibt keine anderen Nebenprodukte. "Wir haben den Katalysator weiter entwickelt, um die katalytische Effizienz bei der Erzeugung von Wasserstoff zu gewährleisten", sagte Stefan Barwe. "Dies ist eine weitere Innovation in dieser Forschung. Forscher können mit diesem Rohstoff Wasserstoff als potenzielle Energiequelle erzeugen. Wasserstoff wird in der Regel durch Elektrolyse aus Wasser gewonnen und die Wasserelektrolyse erzeugt Sauerstoff Wenn die Forscher Wasserstoff sammeln und gleichzeitig FDCA produzieren, wird der energieverbrauchende Reaktionsschritt der Sauerstofffreisetzung bewusst ausgeschaltet.
Reaktionsmechanismus
Das Team verwendete auch elektrochemische Methoden und Infrarotspektroskopie, um die Reaktion weiter aufzuklären.Das ist das erste Mal, dass Chemiker in der Lage waren, in Echtzeit zu verfolgen, welches Zwischenprodukt HMF in FDCA umwandelt.