Fraunhofer-Zentrum für Chemisch-Biotechnologische Prozesse CBPAromatische Moleküle sind für zahlreiche Erzeugnisse der chemischen Industrie unabdingbar, etwa Medikamente, Pflanzenschutzmittel oder Kunststoffe. Bislang werden sie vor allem aus Erdöl isoliert. Im Projekt Solicar entwickelt und erprobt das Fraunhofer CBP einen neuen Prozess zur basenkatalysierten thermischen Solvolyse, um Monoaromaten und niedermolekulare Derivate aus dem Biopolymer Lignin zu gewinnen. Dabei kommt Dimethylcarbonat (DMC), ein »grünes«, nicht-toxisches und umweltfreundliches Lösungsmittel zum Einsatz.
Solicar – Thermische Solvolyse von Lignin in Dimethylcarbonat zu biobasierten Aromaten
Methylierte Oligomere aus Lignin
Herausforderung
Aufgrund der Knappheit fossiler Rohstoffe bei, der gleichzeitig einem zunehmenden Bedarf rückengegenübersteht, sind insbesondere Technologien zur Nutzung von nachhaltigern Alternativen immer mehr in den Fokus der Wissenschaft gerückt. Dazurunter zählt auchinsbesondere die Gewinnung von aromatischen Molekülen. Diese werden, die bisher größtenteils hauptsächlich aus Erdöl isoliert werden und sind für die Herstellung eines Großteils an Erzeugnissen der chemischen Industrie, z. B. Medikamenten, Pflanzenschutzmitteln oder Kunststoffen, unabdingbar sind.
Als einzige in hohen Mengen verfügbare natürliche Quelle für aromatische Moleküle kann das in Pflanzen vorkommende Biopolymer Lignin angesehen werden. Lignin selbst lässt sich als Makromolekül aufgrund seiner Heterogenität und damit auch geringen Reaktivität nur bedingt einsetzen. Erst durch Depolymerisation des Lignins können kleinere aromatische Moleküle (z. B. Monomere, Dimere) gewonnen werden. Diese hochwertigen Aromaten könnten als Plattformchemikalien oder zur Herstellung von Feinchemikalien verwendet werden. Ein wesentliches Hindernis bei der Depolymerisation von Lignin sind unerwünschte Nebenreaktionen.
Ziele und Vorhaben
Gesamtziel des Vorhabens Solicar ist die Entwicklung und Erprobung eines neuen Prozesses zur basenkatalysierten thermischen Solvolyse von Lignin zu Monoaromaten und niedermolekularen Ligninderivaten in Dimethylcarbonat (DMC), einem »grünen«, nicht-toxischen und umweltfreundlichen Lösungsmittel. Auf diese Weise können wir eine höhere thermische Stabilität der Ligninderivate erreichen, verbunden mit einer geringeren Glasübergangstemperatur sowie einer höheren Löslichkeit in aprotischen organischen Lösungsmitteln.
Daraus resultiert eine bessere Kompatibilität der Ligninderivate mit hydrophoben Materialien, sodass sich die Ligninderivate für den Einsatz in Blends mit Polymeren oder Kautschuk einsetzen lassen sollten.
Basenkatalysierte thermische Solvolyse von Lignin in Dimethylcarbonat (DMC) zur Gewinnung von methylierten Aromaten.
Projektinformationen
Projekttitel
Solicar – Thermische Solvolyse von Lignin in Dimethylcarbonat zu biobasierten Aromaten
Projektlaufzeit
Oktober 2023 – September 2024
Förderung
Wir danken dem Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) für die Förderung des Projekts »SOLICAR«, Förderkennzeichen 2222NR105X.
