Elektrifizierung der Chemie

Projekt MAPSYN

Nutzung alternativer Energiequellen wie Mikrowellen, Ultraschall und Plasma für chemische Synthesen

Fallfilmreaktor aus PP
© Foto Fraunhofer ICT-IMM

Fallfilmreaktor aus PP

Das aufstrebende Gebiet der sogenannten Green Chemistry hat zum Ziel, Energie einzusparen und die Nutzung gefährlicher Chemikalien so weit wie möglich zu reduzieren. In diesem Zusammenhang wird die steigende Erzeugung von Strom aus erneuerbaren Quellen zu einer zunehmenden Elektrifizierung der Chemie führen. Die Anwendung neuer Prozess­bedingungen soll dabei helfen, die Effizienz eines Prozesses zu verbessern sowie neue Umsetzungswege zu ermöglichen.

Das Grundprinzip

Das EU-Projekt MAPSYN zielt darauf ab, ausgewählte innovative und energieeffiziente chemische Reaktionsprozesse unter Nutzung von neuartigen Mikrowellen-, Ultraschall- und Plasmasystemen sowie umweltfreundlicheren Kata­lysatoren zu entwickeln, und diese im industriellen Umfeld zu demonstrieren. Gemeinsam mit zehn industriellen und akademischen Partnern haben wir in diesem Projekt entsprechende Strategien für Prozesse, Apparate und Anlagen entwickelt, die sowohl individuell auf die entsprechende Reaktion und alternative Energiequelle zugeschnittene Mikroreaktoren als auch andere Durchfluss-Reaktorsysteme einbeziehen.

Eigenschaften und Einsatzbereiche der Strategien

Die MAPSYN-Ansätze zielen auf eine Reduktion des Energieverbrauchs und der Kosten des Produktions­prozesses sowie auf eine gesteigerte Produktivität. Gleichzeitig berücksichtigen wir dabei Produktqualität, Reproduzierbarkeit des Produktionsprozesses und Nachhaltigkeit. MAPSYN fokussiert auf die Herstellung von Feinchemikalien und die dezentrale Herstellung von Basischemikalien mit hoher Bedeutung. Diese finden Einsatz in Produkten für die Körperpflege, den Haushalt sowie in der pharmazeutischen Industrie und in der Landwirtschaft. Die von den Industriepartnern im Projekt ausgewählten Synthesen beinhalten selektive Hydrierungen und Reaktionen zur Stickstoff-Fixierung. Unsere wesentliche Aufgabe besteht darin, auf der Basis der Kompetenzen sowohl bei der Gas-Flüssig-Kontaktierung in Fallfilm-Mikroreaktoren als auch bei der Katalysator-Wandbeschichtung für die mikrowellenunterstützten Synthesen neuartige und speziell angepasste Reaktoren (z. B. durch mikrowellentransparente Ausführung) für den Labor- und den Pilotmaßstab zu entwickeln und zu realisieren. Für die Stickstoff-Fixierung werden Plasmareaktoren realisiert.

Unser F&E Angebot

Wir zeigen Ihnen einen Weg, Ihre chemischen Prozesse sicher und flexibel zu gestalten. Dafür bringen wir unsere Reaktor- und Prozesstechnologie für die kontinuierliche Durchführung chemischer Synthesen ein, auch unter Nutzung neuer Prozessbedingungen und Umsetzungswege sowie alternativer Energiequellen.

Mögliche weitere Einsatzgebiete der Reaktor und Prozesstechnologie sind:

  • Entwicklung, Konstruktion und Fertigung von an den jeweiligen Prozess bzw. Einsatzzweck optimal angepassten milli- und mikrostrukturierten Flow-Reaktoren vom Labor- bis Industriemaßstab. Dies ist u. a. möglich auf Basis einer gut skalierbaren, modular aufgebauten Reaktorfamilie oder mittels spezifischer, häufig hochgradig integrierter Ausführung.
  • Rückgriff auf ein breites Portfolio von Lösungen für Reaktoren, sowohl für ein- und mehrphasige Prozesse als auch für nichtkatalytische sowie heterogen- und homogen katalysierte Reaktionen.

 

Gefördert durch: 7. Rahmenprogramm der EU, Förderkennzeichen 309376.