Verbundvorhaben: ElektroSyn - Elektrochemische Synthese als Basistechnologie zur energieeffizienten Gewinnung biogener Plattformchemikalien; Teilvorhaben: Verfahrenstechnische Ausarbeitung und Erprobung des Gesamtprozesses im Labormaßstab
Zeitraum
2021-12-01 – 2024-11-30
Bewilligte Summe
194.024,98 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EN2071E
Leistungsplansystematik
Energiesparende Industrieverfahren - Chemische Industrie, Herstellung von Kunststoff- und Gummiwaren [EA3215]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN2)
Förderprogramm
Energie
Das Verbundvorhaben ElektroSyn zielt auf die auf die Steigerung der Energie- und Ressourceneffizienz in elektroorganischen Prozessen zur Synthese regenerativer Plattformchemikalien aus biogenen Ausgangsmaterialien unter Nutzung regenerativer elektrischer Energie. Dazu werden verschiedene innovative Lösungsansätze erstmals in einem integrierten Verfahrenskonzept zusammengeführt und in einem skalierbaren Labormaßstab experimentell ausgearbeitet. Die elektrochemische Oxidation des repräsentativen Ausgangsstoffes 5-Hydroxymethylfural (HMF) zu Furandicarbonsäure (FDCA) wird in einem Elektrosynthesereaktor mit der kathodischen Wasserstofferzeugung gekoppelt. Um eine möglichst hohe Selektivität bzgl. des Produktes FDCA, dessen effiziente Abtrennung zu erreichen und eine Rückführung nicht umgesetzter Edukte sowie des Elektrolyten zu realisieren, werden umfangreiche Untersuchungen zur Prozessführung angestellt. Ein geeignetes Reaktordesign für eine kontinuierliche Prozessgestaltung, das eine Feststoffhandhabung und Temperierung ermöglicht, wird entwickelt und erprobt. Darauf aufbauend erfolgt die Entwicklung eines effizienten Aufarbeitungskonzepts, um das Produkt zu gewinnen, mitgeführte Elektrolytlösung zu rezyklieren und Störkomponenten auszuschleusen. Das Versuchsprogramm des Forschungsprojektes umfasst umfangreiche Messungen im Labormaßstab. Durch die Kombination von Untersuchungen in der kontinuierlich betriebenen und als Miniplant ausgeführten Laboranlage und Laborexperimenten zu den besonders kritischen Verfahrensstellen (u.a. Reaktor) wird eine fundierte Datenbasis geschaffen sowie die Interaktion zwischen der Prozessführung im Reaktor und der Aufarbeitung erforscht und experimentell abgesichert.