Nachhaltige Verfahren

Nachhaltige Verfahren

sind der Schlüssel zur Zukunft.


Traumhafte Route zur „grünen Säure“
Forscher des mittelständischen Duisburger Unternehmens Grillo haben ein industrietaugliches Verfahren entwickelt, um Methan aus Erd- oder Biogas erstmals direkt stoffl ich umzusetzen.  Dabei entsteht in einer „dream reaction“ Methansulfonsäure – eine starke, ungiftige, biologisch komplett abbaubare und daher „grüne“ Säure. Als „dream reaction“ bezeichnen Chemiker eine Reaktion, bei der ein Produkt in einem einzigen Schritt aus kostengünstigen Bausteinen unter geringem Energieeinsatz und ohne Nebenprodukte hergestellt wird. Die neue Möglichkeit, mit dem Grillo-Verfahren Methan aus Erd- oder Biogas direkt stofflich umzuwandeln, ist eine gute Nachricht. Denn Methan wird weniger schnell knapp als Erdöl, auf dessen Verwertung große Teile der gegenwärtigen Chemieindustrie beruhen. Außerdem wird Methan bislang in vielen Erdölfeldern einfach abgefackelt, weil sich Aufbereitung und Transport nicht lohnen. Schließlich könnten Methan und damit die Methansulfonsäure später einmal aus dem Treibhausgas Kohlendioxid (CO2) gewonnen werden.

Verfahren neu denken
Chemiker der Universität Bielefeld entwickeln ein Verfahren zur Herstellung von Adipodinitril, das es ermöglicht die Nylon-Vorstufe umweltschonend ausgehend von Kohlendioxid und
Sonnenlicht zu produzieren. Der Kunststoff Nylon ist allgegenwärtig. Ob Regenschirme, Strumpfhosen oder Küchenhelfer: Sie haben alle gemeinsam, dass sie aus Nylon gefertigt sind. Um Nylon zu produzieren, braucht die Industrie die Chemikalie Adiponitril – jedes Jahr mehr als eine Million Tonnen weltweit. Noch wird hochgiftige Blausäure verwendet, um Adiponitril zu erzeugen. Chemiker der Universität Bielefeld wollen das ändern und haben eine Methode entwickelt, die anstelle von Blausäure ein Enzym nutzt, um diese Verbindung herzustellen. In Kombination mit anderen Verfahren eröffnet diese Biokatalyse-Reaktion eine Perspektive, zukünftig die Nylon-Vorstufe umweltschonend ausgehend von Kohlendioxid und Sonnenlicht zu produzieren.

Closing the loop - Gemeinsamer Wertstoffkreislauf 
von Aurubis und Grillo-Werke
Die Kooperation zwischen zwei Industrieunternehmen auf höchstem Stand der Technik erreichte durch neue Verfahren einen nachweisbaren, lückenlosen Wertstoffkreislauf für Kupfer, Zink und andere wertvolle Metalle. Diese regionale Partnerschaft in Nordrhein-Westfalen – Kupferrecycling in Lünen kombiniert mit der Herstellung von Zinksulfat in Duisburg – ist ein nachhaltiges Projekt der kurzen Wege. Dieser geschlossene Kreislauf kann als Paradebeispiel für die Kreislaufwirtschaft angesehen werden.

Ein Werkzeugkasten für Biokatalysen
Mildere Reaktionsbedingungen, günstige Substrate und weniger unerwünschte Nebenprodukte: Es gibt viele Gründe, weshalb die chemische Industrie zunehmend traditionelle chemische Synthesewege durch biotechnologische Produktionsverfahren ersetzen will, bei denen Enzyme als Katalysatoren fungieren. Möglich wird das, weil eine Vielzahl der chemischen Verbindungen, die industriell benötigt werden, auch natürlicherweise in lebenden Zellen vorkommen. Doch welches Enzym ist für die jeweilige Anwendung das richtige? Ein Forschungsprojekt unter Beteiligung der Heinrich-Heine-
Universität Düsseldorf und vom Forschungszentrum Jülich hat nun besonders geeignete Kandidaten für die Industrie identifiziert.

Neue Verfahren in der Landwirtschaft
Um die Ernährung langfristig zu sichern, muss die Produktivität auf den Feldern steigen. Die Landwirtschaft ist im Umbruch. Digitale Informationen zu Wetter, Bodenbeschaffenheit und zum Zustand der Pflanzen helfen dem modernen Landwirt schon heute, seine Ernteerträge zu optimieren. Unter dem Stichwort „digital farming“ unterstützt Bayer die Digitalisierung der Landwirtschaft und damit Ressourcen effizient und nachhaltig einzusetzen. Digitale Helfer sollen die Vernetzung in der Landwirtschaft vorantreiben. Das Ziel: Ressourcen sparen, Ernten sichern und die Umwelt schonen


Basischemikalie aus Biomasse
Anilin wird zum Beispiel als Grundstoff für Medikamente, Farben und Kunststoffe genutzt. Üblicherweise wird Anilin aus einem Rohstoff auf Basis von Erdöl gewonnen. Covestro ist es gemeinsam mit Partnern erstmals gelungen, Anilin vollständig aus nachwachsenden Rohstoffen zu gewinnen.  Neben Rohrzucker, der bereits in vielen Bereichen als erneuerbares Rohmaterial eingesetzt wird, eignen sich jedoch beispielsweise auch Körnermais, Stroh und Mais für die Gewinnung von Anilin. Das neu entwickelte Verfahren nutzt einen Mikroorganismus als Katalysator für die Umwandlung des Industriezuckers in ein Vorprodukt. Das Anilin wird daraufhin in einem zweiten Schritt durch chemische Katalyse produziert. Einhundert Prozent des in Anilin enthaltenen Kohlenstoffs kommt also aus erneuerbaren Rohmaterialien

Pflanzengenome auf einen Blick
Rund zehn Jahre, von 1990 bis 2000, dauerte das multinationale Forschungsprojekt, das erstmals Referenzdaten zum vollständigen Genom der wichtigsten Modellpflanze, der Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana) erstellte. Heute kann ein individuelles Genom in wenigen Stunden dechiffriert werden, so rasant hat sich die Molekularbiologie weiterentwickelt. Eine Datenbank der RWTH Aachen vereinfacht die Analyse von neuen molekulargenetischen Informationen aus der Pflanzenforschung und enthält bereits mehr als 200 annotierte Genome.


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