Bio-, Elektro- und Chemokatalyse BioCat, Institutsteil Straubing

Am Straubinger Institutsteil Bio-, Elektro- und Chemokatalyse BioCat des Fraunhofer-Instituts für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB forschen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler im Bereich der nachhaltigen Chemie. Dabei konzentrieren sie sich auf zwei Innovationsfelder, in denen nachhaltige Konversionsverfahren entwickelt werden.

Das Innovationsfeld »Katalysatoren« befasst sich mit der Entwicklung neuer Synthese- und Herstellungsmethoden für Fein- und Spezialchemikalien sowie für Funktionsmaterialien der Zukunft. Dabei werden biomolekulare Strukturen und Syntheseprinzipien zur Erzeugung neuer Stoffeigenschaften genutzt. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Entwicklung chemischer, elektrochemischer und biotechnologischer Katalysatoren für die nachhaltige Produktion von Chemikalien und Kraftstoffen aus erneuerbaren Ressourcen.

Im Innovationsfeld »Bioinspirierte Chemie« steht die Entwicklung neuer Synthese- und Herstellungsmethoden für Fein- und Spezialchemikalien sowie für Funktionsmaterialien der Zukunft im Fokus. Dabei werden biomolekulare Strukturen und Syntheseprinzipien zur Erzeugung neuer Stoffeigenschaften genutzt.

Forschungspartner der Industrie mit interdisziplinärer Kompetenz

Der Institutsteil BioCat vereint Biotechnologen, Molekularbiologen und Chemiker, die neben den jeweiligen Fachkenntnissen in Biotechnologie und Chemie über fundierte Kenntnisse im Bereich der biogenen Rohstoffe bzw. Naturstoffe und Reststoffströme verfügen. Durch Bündelung dieser verschiedenen Fachrichtungen ist es neben der fachlichen Beratung möglich, insbesondere Entwicklungsarbeiten in den Bereichen neue Katalysatoren bzw. Optimierung von Katalysatoren und bestehenden Prozessen, neue Stoffe und neue Reaktionen Hand in Hand mit Auftraggebern durchzuführen.

Dank der eng verknüpften Kompetenz in chemischer Katalyse und Biokatalyse konnte BioCat schon mehrfach erfolgreich etablierte Prozesse der chemischen Industrie bewerten und für den Auftraggeber kostengünstigere bzw. ressourcenschonendere Produktionsalternativen darstellen.

Nachhaltige Chemie – Nutzung von Biomasse, Rest- und Abfallstoffen und CO2

Mit Blick auf aktuelle Herausforderungen für Gesellschaft und Wissenschaft wie der absehbaren Verknappung fossiler Rohstoffquellen sowie der im Zuge des Klimawandels angestrebten Reduktion von CO2-Emissionen liegt ein Schwerpunkt der BioCat-Forschung auf der Nutzung von alternativen Rohstoffen. Da auch die Ressource Biomasse für einen Wandel der chemischen Rohstoffbasis nur begrenzt zur Verfügung steht, setzt der Institutsteil neben Rest- und Abfallstoffen vor allem auf CO2 als wesentliche Kohlenstoffquelle − und verbindet so die Notwendigkeit der CO2-Reduktion mit stofflicher Wertschöpfung. Die Entwicklung der hierzu notwendigen, neuen Generation von Katalysatoren und Verfahren, möchte BioCat auch vor dem Hintergrund einer »nachhaltigen Chemie«, beschleunigen und entscheidend prägen.

Hierzu arbeitet BioCat eng mit der TU München, den weiteren Innovationsfeldern des Fraunhofer IGB und dem Institutsteil Sulzbach-Rosenberg des Fraunhofer UMSICHT zusammen. In gemeinsamen Projekten werden Themen zur Umwandlung nachwachsender Rohstoffe und Speicherung elektrischer Energie in Kohlenwasserstoffen behandelt.

Enge Vernetzung am Standort Straubing

Mit dem Standort Straubing ist der Institutsteil ideal mit dem KoNaRo - Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe vernetzt, unter dessen Dach sich der TUM Campus Straubing, das Technologie- und Förderzentrum (TFZ) und C.A.R.M.E.N. e.V. (Centrales Agrar-Rohstoff-Marketing- und Energienetzwerk e.V.) vereinen.

ARBEITSGEBIETE UND TECHNOLOGIEN

Katalysatoren

Bioinspirierte Chemie

Katalysatoren für heterogenkatalytische Gasphasenreaktionen 

Entwicklung bioinspirierter Syntheserouten

Katalysatorscreening in kontinuierlichen und Batch-Versuchen

Chemo-enzymatische Synthese

Elektrokatalysatoren und Elektroden für kathodische und anodische Reaktionen

Organische Synthese

Kopplung chemo-, elektro- und biokatalytischer Reaktionen in Prozesskaskaden

Biobasierte Monomer- und Polymersynthese

Metabolic Engineering mikrobieller Produktionsstämme

Herstellung und Verarbeitung biobasierter Materialien

Prozessentwicklung

Transiente, responsive, schaltbare Materialien

Machbarkeitsstudien für industrielle Prozessimplementierung

Bioabbau von Spezialchemikalien

Chemische Analytik, Materialcharakterisierung und Materialprüfung

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