Chemie

In der holzverarbeitenden Industrie fallen große Mengen Holzabfälle an, die bisher entweder kostenintensiv entsorgt oder energetisch genutzt werden. So darf mit Holzschutzmitteln behandeltes Altholz derzeit nur in speziellen Großkraftwerken verbrannt werden, da die Abluft von den gesundheitsschädlichen Substanzen gereinigt werden muss. Im Projekt „H2Wood – BlackForest“ haben Fraunhofer-Forschende und ihre Partner für die stark von Holzverarbeitung geprägte Region Schwarzwald nun gezielt nach alternativen Nutzungsmöglichkeiten für Holzabfälle gesucht. 

Kollagen ist ein Strukturprotein, das für starke Knochen und Gelenke und straffe Haut sorgt. Das Eiweiß wird vom Körper selbst gebildet, allerdings nimmt die Kollagenproduktion mit zunehmenden Alter ab. Zwar gibt es Kollagenpräparate, die den Mangel ausgleichen sollen. Das in Pulvern, Kapseln oder Cremes enthaltene Eiweiß stammt jedoch häufig aus der Haut von Tieren wie Rindern und Schweinen. Das Berliner Biotechnologieunternehmen Cambrium zeigt, dass es auch anders geht.

Um das Treibhausgas Kohlendioxid (CO₂) fixieren und für den Aufbau von Biomasse nutzen zu können, ist eine effiziente Katalyse notwendig. Hierfür lassen sich sowohl die Elektro- als auch die Biokatalyse einsetzen, die ihre jeweiligen Vor- und Nachteile haben. Die Biokatalyse etwa stellt selektiv nur ein Produkt her, ist jedoch viel empfindlicher als die Elektrokatalyse. Mit hybriden Katalysatoren könnten sich die Vorteile beider Verfahren nutzen lassen.

Wie können Nährstoffe wie Phosphor und Stickstoff, die der Umwelt durch den Anbau und Verzehr von Lebensmitteln entzogen werden, wieder zurückgegeben werden? Diese Frage stand im Fokus des Projektes „zirkulierBAR“, das in den Jahren 2021 bis 2024 vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Fördermaßnahme REGION.innovativ unterstützt wurde.

Humus ist bekanntermaßen gut für den Boden. Das komplexe Gemisch aus organischen Stoffen, wie abgestorbene Tier- und Pflanzenreste, dient Pflanzen und Bodenmikroben gleichermaßen als Nahrungsquelle und ist damit ein Treiben für das Pflanzenwachstum und die Bodengesundheit. Hier sind es vor allem die im Humus enthaltenen Huminstoffe, die dafür sorgen, dass Feuchtigkeit und Nährstoffe im Boden gebunden werden, Mikroben-Biomasse in nährstoffreiche Biostimulanzien umwandeln und diese für Pflanzen verfügbar machen können. In der Praxis sieht es jedoch oft anders aus.

Mehr als 9.000 öffentliche Kläranlagen sorgen in Deutschland dafür, dass Abwässer biologisch gereinigt und damit die heimischen Gewässer möglichst wenig belastet werden. Bei der konventionellen Reinigung gehen jedoch auch wertvolle Nährstoffe wie Stickstoff und Phosphor verloren.

Biobasierte Materialien bieten viel Potenzial als Grundstoffe für die Industrie, insbesondere für die Herstellung vielseitiger Kunststoffe. Ein neu gestartetes EU-Projekt verfolgt das Ziel, diese Kunststoffe mithilfe von Bakterien aus Holzresten zu produzieren. Im Fokus des Projekts „BIOPYRANIA“ stehen Pyrazin-basierte Kunststoffe. Das Forschungskonsortium wird im Rahmen des EU-Programms Horizon Europe 2021-2027 mit rund 5 Mio. Euro gefördert. In neun europäischen Ländern sind 13 Firmen und Forschungseinrichtungen beteiligt.

Zahlreiche Alltagsprodukte – von Zahnpasta über Frühstücksflocken bis hin zu Elektronikartikeln – werden in sogenannten Faltschachteln verpackt. Sie bestehen in der Regel aus Papier und Pappe und lassen sich gut recyceln. Wenig nachhaltig sind jedoch die hier verwendeten Klebstoffe, die meist aus fossilen Rohstoffen bestehen. Im Projekt SUGRA will ein Team des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit Industriepartnern den Weg für umweltfreundliche und nachhaltige Verpackungen ebnen.