Nicht-fossile Chemie
Seit vielen Jahren nutzen wir nicht-fossile Rohstoffe, zum Beispiel nachwachsende Rohstoffe und CO2, in unseren eigenentwickelten, verfahrenstechnischen Prozessen. Damit unterstützen wir die Industrie bei der Adaption dieser neuen Rohstoffquellen in der Produktion. Diese Prozesse umfassen beispielsweise die Einsatzstoffe Lignocellulose (Holz), Fette und Öle, Kohlenhydrate sowie andere nicht im Wettbewerb zur Nahrungsmittelproduktion stehende Biomasseströme. Eine steigende Nachfrage erfahren Prozesse zur Rückgewinnung von ursprünglich fossil-basierten Produkten wie Polymeren und Alt-Kunststoffen in einem hohen Reinheitsgrad, der es ermöglicht, sie wieder in ihre ursprüngliche Anwendung zu bringen. Für diese extraktiven Prozesse spielen sowohl die Lösungsmittelauswahl als auch die Prozesskette eine wesentliche Rolle für eine wirtschaftliche und zugleich nachhaltige Umsetzung.
Elektrochemie
In der Elektrochemie befassen wir uns mit der selektiven Synthese von Chemikalien, der Auslegung entsprechender elektrochemischer Zellen sowie der hierfür erforderlichen Katalysatormaterialien. Im Rahmen des Downstream Processing erarbeiten wir Methoden zur Isolierung elektrochemisch erzeugter Plattformchemikalien. Beispielhaft sei hier die hochintegrierte elektrochemische Konversion von Ligninen zu drop-in Chemikalien und Intermediaten für stoffliche Anwendungen genannt. In getrennten Elektrodenräumen lassen sich kontinuierliche Reaktorkonzepte verwirklichen, die sowohl oxidierte als auch reduzierte Synthesebausteine produzieren.
Gefahrgeneigte Chemie
Aufgrund unseres umfassenden Know-hows auf dem Gebiet der Explosivstofftechnik verfügen wir über spezielle Kompetenzen bei der sicherheitstechnischen Auslegung und Durchführung gefahrgeneigter, sowohl explosiver als auch toxischer Prozesse. Wir entwickeln Prozesse, die die sichere Herstellung und Umsetzung hochreaktiver Synthesebausteine ermöglicht, mit denen sehr atomeffizient Folgeprodukte hergestellt werden können. Bei der Entwicklung von Hochdruck-Prozessen profitieren wir zudem von unseren langjährigen Erfahrungen bei der Prozessführung überkritischer Fluide.
Konti- und Mikroverfahrenstechnik
Ein weiterer Schwerpunkt unserer Arbeiten bildet die kontinuierliche Prozessführung in Mikroreaktoren. Wir entwickeln mikroverfahrenstechnische Apparate und Prozesse, in denen sich Verweilzeit, Stoff- und Wärmetransport sehr genau kontrollieren lassen, um Zielgrößen wie Selektivität und Ausbeute signifikant zu verbessern.
On-line Prozessanalytik
Mittels modernster, zum Teil eigenentwickelter spektroskopischer und kalorimetrischer Prozessanalysetechniken werden kinetische, mechanistische und sicherheitstechnische Daten ermittelt und für die, ggf. modellgestützte, Prozessauslegung genutzt. Auch für die Prozessüberwachung spielt die online-Analytik eine wichtige Rolle, da sie rechtzeitig darüber informiert, ob Änderungen in der Prozessführung oder Wartungsarbeiten, z.B. aufgrund einer veränderten Produktstromzusammensetzung, erforderlich werden.
Prozess- und Betriebssicherheit chemischer Anlagen
Viele Eigenentwicklungen des Instituts bieten den technischen Zugang zu neuen Prozessfenstern. Durch unsere orts- und zeitaufgelöste Prozessdiagnostik ermöglichen wir eine sichere Prozessführung. Ergänzt durch umfangreiche Charakterisierungsmethoden kombiniert mit einer kontinuierlichen Prozessüberwachung, kann eine hohe Betriebs- und Prozesssicherheit erreicht werden. Versuchsbegleitend identifizieren wir elementare Produktzusammensetzungen, betreiben Strukturaufklärung, machen Emissionsanalysen und führen Alterungs- und Beständigkeitsanalysen bei metastabilen Verbindungen durch, um deren sichere Handhabung zu ermöglichen.
Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT
