Bioökonomie (BioEco)

Eine Gesellschaft muss ökologisch verantwortlich und sozial gerecht sein. Ziel unserer Gruppe ist, sie mit dem Prinzip der grünen Chemie für eine zirkuläre Bioökonomie zu ermutigen.

Unsere Gesellschaft benötigt nachhaltige Rohstoffalternativen, um eine klimaneutrale Bioökonomie zu erreichen und Erdöl in Produkten durch erneuerbare Rohstoffe zu ersetzen. Biomasse ist dabei die einzige Quelle für erneuerbare Rohstoffe. Die Bioökonomie-Gruppe des Bereichs Umwelt Engineering arbeitet daran, wissenschaftlich fundierte und umweltfreundliche Technologien zu entwickeln, die auf  grüner Chemie und Engineering basieren. Ziel ist es, wettbewerbsfähige Materialien und Produkte aus Holz und anderer Biomasse zu gewinnen und dabei den Abfall zu minimieren. Die Forschung und Entwicklung konzentriert sich auf die Bereiche Bioraffinerie, nachhaltige chemische Konversionsverfahren und biobasierte Materialien sowie Kunststoffe.

Wir sind überzeugt, dass die Bioökonomie ein wichtiger Bestandteil einer nachhaltigen und zukunftsorientierten Wirtschaft ist. Deshalb setzen wir uns aktiv für die Förderung und Weiterentwicklung nachhaltiger Verfahren und erneuerbarer Rohstoffe ein. In Zusammenarbeit mit unseren Partnern und Kunden entwickeln wir individuelle Lösungen, die auf Ihre spezifischen Bedürfnisse abgestimmt sind. Unser Ziel ist es, innovative Produkte zu entwickeln, die auf erneuerbaren Rohstoffen basieren und eine umweltfreundliche Alternative zu herkömmlichen Produkten darstellen. Durch unsere Arbeit möchten wir einen positiven Beitrag zur Schonung von Ressourcen und zum Klimaschutz leisten. Wir sind stolz darauf, Teil einer Bewegung zu sein, die sich für eine nachhaltige und zukunftsorientierte Wirtschaft einsetzt.

Steigende Rohstoffpreise und schwindende Reserven an fossilen Rohstoffen haben das Interesse an nachhaltigen Verfahren und der stofflichen Nutzung nachwachsender Rohstoffe stark ansteigen lassen. Die Forschungsarbeiten der Gruppe Bioökonomie befassen sich daher u.a. mit der Gewinnung und Aufreinigung von chemisch interessanten Komponenten aus nachwachsenden Rohstoffen. Diese Prozesse sind z.B. Aufschluss / Fraktionierung von Lignocellulose, Insekten-Bioraffinerie, Zucker-Stärke-Bioraffinerie, Pflanzenöl Bioraffinerie sowie die Verwertung von Biogas und Fraktionierung von Gülle aus Tierhaltung.

Biobasierte Rohstoffe sind selten in ihrer direkt gewonnenen Form in einem biobasierten Produkt einsetzbar. Daher wird das biobasierte Zwischenprodukt (beispielsweise Cellulose, Lignin, diverse Ölsäuren, etc.) chemisch umgesetzt oder funktionalisiert, um produktspezifische Eigenschaften damit erzielen zu können. Dies wird mithilfe verschiedener Verfahren wie Beispielsweise Oxidation (z.B. TEMPO Oxidation, Ligninkondensation), Hydrierung und Hochdruck-Reaktionen (z.B. Zucker zu HMF), heterogener Katalyse zur Herstellung nachhaltiger Produkte (z.B. CCU) und Basenkatalysiert umgesetzt.

Biobasierte Materialien und Kunststoffe werden aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt und sind daher eine umweltfreundlichere Alternative zu herkömmlichen Kunststoffen, die aus nicht erneuerbaren fossilen Rohstoffen produziert werden. Sie bieten auch Potenzial für neue Anwendungen und Innovationen in verschiedenen Branchen, von Verpackungen und Bauwesen bis hin zur Elektronik. Einige Beispiele für biobasierte Materialien und Kunststoffe sind:

• Tannin-basierten NIPU (z.B. Klebstoffe)
• Thermoplastischen Lignin-Derivate in Bitumenbindemitteln
• Phenolische Bausteine aus technischem Ligninen
• Bio-basierte Polymere für Klebstoffe, Coatings & Additive
• Mikro-, Nano- fibrillierte Zellulose
• Alkohole aus CO₂

Tannin-basierte NIPU sind Klebstoffe, die aus Tannin, einem natürlichen Phenol, und Polyurethan hergestellt werden. Sie werden in der Holzindustrie als umweltfreundlichere Alternative zu formaldehydhaltigen Klebstoffen eingesetzt.

Thermoplastische Lignin-Derivate werden aus Lignin, einem natürlichen Polymer hergestellt und können als Bitumenbindemittel in der Straßenbauindustrie eingesetzt werden, um öl-basierte Bitumen zu substituieren und die Lebensdauer der Straßenbeläge zu verlängern.

Phenolische Bausteine aus technischem Lignin können als Bindemittel in der Herstellung von Spanplatten und MDF-Platten verwendet werden, um eine umweltfreundlichere Alternative zu Formaldehyd-basierten Bindemitteln zu bieten.

Bio-basierte Polymere für Klebstoffe, Coatings & Additive können aus verschiedenen nachwachsenden Rohstoffen wie Maisstärke, Cellulose oder pflanzlichen Ölen hergestellt werden und bieten eine umweltfreundliche Alternative zu herkömmlichen petrochemischen Polymeren.

Mikro- und Nanofibrillierte Zellulose sind in der Lage, hohe Festigkeiten aufgrund ihrer hohen spezifischen Oberfläche zu erreichen und können in verschiedenen Anwendungen wie Verpackungen, Papier, Textilien und Biokompositen eingesetzt werden. Sie können aus pflanzlichen Rohstoffen wie Holz hergestellt werden.

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