Chemie

Der weltweit steigende Bedarf an Palmöl – sei es für Nahrungsmittel oder Biodiesel – belastet durch den zunehmenden Anbau nachweislich die Umwelt.

Algen sind aufgrund ihrer vielfältigen Inhaltsstoffe nicht nur für die Lebensmittel-, Kosmetik- und Pharmaindustrie interessant. Sie können auch zum Färben von Textilien und als Rohstofflieferant für die Herstellung von Biopolymeren genutzt werden. Das Berliner Start-up Vyld nutzt erstmals das Potenzial von Meeresalgen für die Herstellung nachhaltiger Hygieneprodukte. Ziel ist die Entwicklung von Menstruationsartikeln. In einer Frühphasen-Finanzierungsrunde konnte sich das gemeinnützige Unternehmen nun frisches Kapital von Investoren sichern.

Erdöl ist nach wie vor einer der wichtigsten fossilen Rohstoffe und wird sowohl als Energieträger, als auch als Ausgangsstoff für die chemische Industrie genutzt. Nachwachsende Rohstoffe für die Produktion von Energie und Chemikalien sind eine wichtige Alternative zu fossilen Quellen – allerdings nicht die einzige.

Schätzungen zufolge fallen in der gesamten Europäischen Union jährlich mehr als 900 Millionen Tonnen Restbiomasse an. Nur ein kleiner Teil davon wird verwertet und zum Beispiel in Biogasanlagen vergoren. Der Großteil, rund 98 %, landen auf Deponien, in Verbrennungsanlagen oder auf Müllkippen. Doch das soll sich nun ändern.

Ob beim Bau von Gebäuden, beim Abbau und Transport von Rohstoffen oder bei der Herstellung von Baustoffen wie Beton: Die Bauwirtschaft verursacht enorme Mengen an Treibhausgasen und verbraucht laut Umweltbundesamt mehr als 70 % aller in Deutschland abgebauten Rohstoffe. Um Ressourcen und Umwelt gleichermaßen zu schonen, gewinnen nachwachsende Baustoffe wie Holz, Stroh oder Hanf zunehmend an Bedeutung.

Ob in Kosmetika, Wasch- oder Reinigungsmitteln: Wenn es um Schmutzbekämpfung geht, sind Tenside allgegenwärtig. Meist werden sie aus Erdöl hergestellt. Die oberflächenaktiven Moleküle sollen aber nicht nur wirksam und hautverträglich, sondern auch umweltfreundlich und biologisch abbaubar sein. Nachwachsende Rohstoffe rücken daher zunehmend in den Fokus der Tensidproduktion. An der Technischen Hochschule Köln wollen Forschende Pflanzenöle als Ausgangsstoff nutzen und so die waschaktiven Substanzen umweltfreundlicher machen.

Biokunststoffe liegen im Trend. Vor allem in der Verpackungsindustrie werden fossile Rohstoffe zunehmend durch biobasierte Alternativen ersetzt. Dennoch machen Biokunststoffe weniger als ein Prozent der weltweit jährlich mehr als 367 Millionen Tonnen produzierten Kunststoffe aus, wie Marktdaten von European Bioplastics aus dem Jahr 2022 zeigen. Dass Biokunststoffe noch ein Nischendasein führen, liegt auch an den meist noch höheren Produktionskosten. Das wollen Forschende der Universität Magdeburg ändern.

Stickstoff ist ein wichtiger Nährstoff für alle Lebewesen. Unsere Atmosphäre ist voll davon, doch die einzigen Lebewesen, die diesen Stickstoff direkt binden und nutzen können, sind einige Mikroorganismen. Sie verwenden dazu bestimmte Enzmye, sogenannte Nitrogenasen. Forschende interessieren sich jedoch noch aus einem zweiten Grund für diese Enzyme: Nitrogenasen können Kohlendioxid und Kohlenmonoxid binden und daraus Methan oder Ethylen bilden. Problematische Abfallstoffe werden so zu wertvollen chemischen Ressourcen.

Das Molekül Acetyl-CoA entsteht als Zwischenprodukt in fast allen zellulären Stoffwechselprozessen und ist ein wichtiger Baustein für die Herstellung vieler lebenswichtiger Biomoleküle wie Biokraftstoffe, Biomaterialien und Medikamente. Der in der Natur etablierte Stoffwechselprozess nutzt dazu das Treibhausgas Kohlendioxid (CO₂) und ist damit maßgeblich an der Umwandlung des Klimagases beteiligt.