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Vom Abfallstoff zur Plattformchemikalie Neues Syntheseverfahren zur Herstellung von Grundchemikalien aus Abfallstoffen

| Redakteur: Dipl.-Medienwirt (FH) Matthias Back

Chemikalien, die bisher aus Erdöl gewonnen wurden, lassen sich nun aus billigen Abfallstoffen herstellen. Möglich macht dies ein neues Syntheseverfahren der TU Wien.

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Michael Fink im Labor an der TU Wien.
Michael Fink im Labor an der TU Wien.
(Bild: TU Wien)

Wien/Österreich – Lävulinsäure ist eigentlich gar nichts Besonderes. Sie fällt als Nebenprodukt in der Zuckerindustrie an, etwa eine halbe Million Tonnen davon wird jedes Jahr hergestellt. Nur ein geringer Anteil dieser Menge wird derzeit weiterverwertet. In der Forschungsgruppe von Prof. Marko Mihovilovic an der TU Wien wurde aber nun eine Methode entwickelt, diese Säure mit Hilfe von Bakterien zum wertvollen Rohstoff zu machen: Lävulinsäure lässt sich durch ein neuentwickeltes biokatalytisches Verfahren zu wichtigen Grundchemikalien weiterverarbeiten, die derzeit noch aus Erdöl synthetisiert werden.

Vom Abfallstoff zur wertvollen Plattformchemikalie

Bloß 3 bis 5 Euro pro Kilo kostet Lävulinsäure heute, und dieser Preis ließe sich noch senken, wenn das wirtschaftliche Interesse daran größer wäre. Der Weg von der billigen Lävulinsäure zum wertvollen Endprodukt lässt sich in mehreren Schritten zurücklegen: „Entscheidend ist es, einen Weg zu finden, aus Lävulinsäure die Plattformchemikalie 3-HPA zu gewinnen“, erklärt Michael Fink vom Institut für Angewandte Synthesechemie der TU Wien.

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Der Rest ist relativ einfach: Wie man 3-HPA (3-Hydroxypropionsäure) dann weiterverarbeiten kann, ist bereits bekannt: 3-HPA wird heute bereits genutzt um Grundchemikalien herzustellen. „Man erzeugt daraus beispielsweise Natriumpolyacrylat, das für Babywindeln oder auch für Verbandsmaterial eingesetzt wird“, sagt Fink.

Es gab schon früher Versuche, aus Lävulinsäure bzw. aus deren Derivaten 3-HPA zu gewinnen – allerdings war das nur mit großem Aufwand möglich. Man benötigte erhöhte Temperaturen und musste 90%iges Wasserstoffperoxid einsetzen – eine sehr korrosive, hochexplosive Substanz, die auch als Raketentreibstoff verwendet wird.

Bakterien statt Raketentreibstoff

An der TU Wien wählte man einen völlig anderen Weg. Man identifizierte zunächst eine Reihe von Enzymen, von denen man vermutete, dass sie bei der Verarbeitung von Lävulinsäurederivaten hilfreich sein könnten. Dann brachte man E.coli-Bakterien dazu, diese Enzyme zu produzieren. Das gelingt, indem man Plasmide in das Bakterium einbringt.

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