Forschungsthemen
- Biomassebasierende Synthesegaschemie
Synthesegas (Syngas - ein Gemisch aus CO und H2) kann aus Erdgas, Kohle und Erdöl gewonnen werden. Es findet Verwendung zur Herstellung wichtiger Chemikalien (Wasserstoff, Ammoniak, Methanol, Aldehyde und andere mehr) und für synthetische Kraftstoffe. Der steigende Bedarf an diesen Basischemikalien und vor allem an Kraftstoffen macht nachwachsende Rohstoffe als potenzielle Quelle für Syngas interessant. Ein Beispiel ist der im KIT entwickelte Bioliq-Prozess, der zu Kraftstoffen der 2. Generation und damit zu einer ganzheitlichen Nutzung von Pflanzen führt. Aktuelle F&E-Arbeiten des Arbeitskreises zielen auf die chemische Nutzung von biomassestämmigen Syngas, das aus nachwachsenden Roh- und Reststoffen erzeugt wurde. Dabei verfolgen wir unterschiedliche Wege, die in folgendem Schema aufgeführt sind. Die Ziele sind hierbei Entwicklung, Charakterisierung und Erprobung heterogener Katalysatoren zur selektiven Syngaskonversion. Weiterhin werden die angeführten Prozesse selbst in Labor- und kleintechnischen Anlagen optimiert.
- Phosphorhaltige Flammschutzmittel für polymere Werkstoffe
Polymere Werkstoffe (Kunststoffe) sind ein allgegenwärtiger und nicht mehr wegzudenkender Bestandteil des täglichen Lebens. Viele dieser Materialien sind jedoch leicht entzündbar und können im Brandfall eine starke Hitzeentwicklung bzw. die Freisetzung toxischer Rauchgase verursachen. Diesem Nachteil kann durch Zugabe von Flammschutzmitteln (FSM) entgegengewirkt werden, die bei zahlreichen Anwendungen unumgänglich und/oder gesetzlich vorgeschrieben ist. Am IKFT wird an der Entwicklung hochwirksamer, halogenfreier und damit umweltverträglicher FSM gearbeitet. Dabei wir sowohl Synthese, Charakterisierung, Erprobung und upscaling durchgeführt.
- Hochleistungsmaterialien auf Basis von Reaktivharzen
Im Arbeitskreis "Katalyse und Materialien" werden Hochleistungsmaterialien unter anderem auf Basis von Epoxidharzen entwickelt. Diese finden Eingang in eine Vielzahl von Anwendungen, wie:
- Faserverbundwerkstoffe (z.B. Werkstoffe für die Luft- und Raumfahrtindustrie, Schiff- und Fahrzeugbau, Sportartikel, Windkraftanlagen, elektrische und elektronische Anwendungen (Leiterplatten) etc.);
- Coatings (Gebäudeversiegelung, Lacke, metallische Bauelemente etc.);
- Klebstoffe (Zweikomponenten-Klebstoffe etc.);
- Verguss- und Verkapselungsmassen (Elektrogießharze).
- Entwicklung von Katalysatoren und katalysierten Prozessen (Ausgewählte Oxidationsprozesse)
Katalyse ist eine Schlüsseltechnologie für nachhaltiges Wirtschaftswachstum. Sie leistet einen maßgeblichen Beitrag zum Fortschritt der chemischen Industrie. Der prinzipielle Zweck der Katalyse ist die Beschleunigung chemischer Reaktionen, die durch erhöhte Umsätze und verbesserte Produktselektivitäten zur Einsparung an Rohstoffen und Energie beitragen. Somit leistet die Katalyse auch einen sehr effektiven Beitrag in der Entwicklung nachhaltiger Technologien. Die Bedeutung der Katalyse wird im 21. Jahrhundert weiter zunehmen und weiter wachsen. Unsere Forschung zielt auf das funktionale Design von Katalysatoren für hochselektive und umweltgerechte Verfahren, die sowohl von technischem als auch grundlegendem Interesse sind.
