Chemici van de Ruhr-Universität Bochum (RUB) hebben een nieuwe, goedkope katalysator voor de productie van plastic. Het verandert een bioraffinageproduct in een uitgangsmateriaal voor de synthese van kunststoffen, die een duurzaam alternatief kunnen vormen voor wijdverbreide PET. Tegelijkertijd, de potentiële energiebron waterstof kan ook tijdens de reactie worden gevormd. Tijdens de studie, het team van Dr. Stefan Barwe en Prof. Dr. Wolfgang Schuhmann van het in Bochum gevestigde Centrum voor Elektrochemische Wetenschappen werkte samen met het RUB Laboratorium voor Industriële Chemie onder leiding van Prof. Dr. Martin Muhler. De onderzoekers beschrijven het werk in het tijdschrift Angewandte Chemie vanaf 9 juli 2018.

"We zouden een grote stap kunnen zetten in de richting van een duurzame chemische industrie als we geen ruwe olie als uitgangsmateriaal zouden gebruiken. maar biomassa die niet als voedingsmiddel wordt gebruikt, ", zegt Wolfgang Schuhmann.

Een alternatief voor PET

In hun studie hebben de in Bochum gevestigde onderzoekers presenteren een nikkelboride-katalysator die - omdat deze geen edelmetalen bevat - gemakkelijk verkrijgbaar en betaalbaar is in vergelijking met veel andere katalysatoren. Het kan het bioraffinageproduct HMF (5-hydroxymethylfurfural) omzetten in FDCA (2, 5-furaandicarbonzuur). "FDCA is interessant voor de industrie omdat het verwerkt kan worden tot polyesters, " legt Stefan Barwe uit. "PEF, een alternatief voor PET, kan dus worden geproduceerd – en dit alles is gebaseerd op hernieuwbare grondstoffen, d.w.z. planten."

In de tests uitgevoerd door het team uit Bochum, de katalysator zette 98,5% van het uitgangsmateriaal HMF in een half uur om in FDCA; er ontstaan ​​geen afvalstoffen. "We hebben de katalysator ook zo ontworpen dat deze effectief is onder dezelfde omstandigheden waaronder ook de waterstofproductie succesvol is, Stefan Barwe beschrijft nog een voordeel van de ontwikkeling. De onderzoekers konden het uitgangsmateriaal dus ook gebruiken om waterstof te synthetiseren als potentiële energiebron. Waterstof wordt meestal gewonnen uit water met behulp van elektrolyse, die ook zuurstof produceert. De bijzonder energieverslindende reactiestap, zuurstof evolutie, werd geëlimineerd toen de onderzoekers waterstofevolutie en FDCA-productie aan elkaar koppelden.

Het team verduidelijkte de reactie ook stap voor stap met behulp van elektrochemische methoden en infraroodspectroscopie. Voor de eerste keer, de chemici konden realtime volgen welke tussenproducten HMF omzetten in FDCA.