Chemie

Erdöl, Erdgas und Kohle müssen innerhalb von maximal zwei Jahrzehnten durch klimaneutrale Alternativen ersetzt werden. Das gilt nicht nur für die energetische Nutzung, die derzeit besonders viel Aufmerksamkeit erhält, sondern auch für die stoffliche Verwendung. Denn die meisten Chemikalien werden heute aus Erdöl oder Erdgas erzeugt. Immer mehr Basischemikalien können jedoch schon jetzt aus biobasierten Rohstoffen und damit nahezu klimaneutral gewonnen werden.

Kohlendioxid aus Industrieprozessen nicht in die Atmosphäre zu entlassen, sondern chemisch aufzuwerten, dieser Ansatz soll einen kleinen Beitrag zur Klimaneutralität der Wirtschaft leisten. Gegenüber möglichen Ewigkeitsspeichern für CO₂ ist das auch ökonomisch interessant, weil keine Entsorgungskosten anfallen, sondern sogar ein Gewinn erzielt werden kann. Dementsprechend intensiv wird an entsprechenden CO₂-Nutzungsverfahren geforscht.

Ob in Lebensmittelverpackungen, Kosmetika, Pflanzenschutzmitteln oder Outdoor-Textilien: Per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen – kurz PFAS – sind in vielen Produkten enthalten. Diese industriell hergestellten Chemikalien sind nicht nur besonders widerstandsfähig gegen Öl und Wasser, sondern auch gegen Temperaturen und Chemikalien. So vielfältig die Einsatzmöglichkeiten von PFAS sind, so gefährlich sind diese Substanzen, wenn sie in die Umwelt gelangen, da sie dort nicht auf natürliche Weise abgebaut werden können.

Nur drei Jahre nach der Gründung von traceless materials steht das Hamburger Bioökonomie-Start-up kurz vor der großtechnischen Umsetzung seiner Technologie.

Wasser ist nicht nur ein wichtiges Lebensmittel, sondern auch eine wichtige Ressource für Landwirtschaft und Industrie. Doch auch in Deutschland gibt es bereits Regionen, in denen die Wasservorräte durch Trockenheit und Dürre knapp werden. Die Abwasseraufbereitung  wird daher immer wichtiger. Kommunale Kläranlagen sorgen bundesweit dafür, dass Abwässer biologisch gereinigt und das gereinigte Wasser möglichst schadstofffrei wieder in den natürlichen Wasserkreislauf zurückgeführt und später als Trinkwasser wieder genutzt werden kann.

Neben Wind- und Sonnenenergie ist die Erzeugung von Biogas eine wichtige Säule, um unabhängig von fossilen Energieträgern wie Erdgas und Erdöl zu werden. Mit derzeit rund 9.600 Biogasanlagen ist Deutschland der weltweit größte Biogasproduzent. In den Anlagen werden pflanzliche oder tierische Reststoffe mit Hilfe von anaeroben Bakterien zu Biogas vergoren. Doch das Potenzial der Anlagen ist bei weitem noch nicht ausgeschöpft.

Ob Wurst und Käse oder Obst und Gemüse: Lebensmittel müssen oft vor Feuchtigkeit, Sauerstoff und mechanischer Beanspruchung geschützt werden, damit sie lange genießbar bleiben. Entsprechend hoch sind die Anforderungen an Lebensmittelverpackungen und -folien. Partner aus Forschung und Industrie haben nun eine biobasierte Kunststofffolie für Lebensmittelverpackungen entwickelt, die deutlich bessere Barriereeigenschaften gegenüber Luft und Wasser aufweist als vergleichbare erdölbasierte Lebensmittelfolien.

Papierhandtücher sind praktisch und haben vielerorts das klassische Stoffhandtuch im Sanitärbereich oder in der Küche ersetzt. Entsprechend groß ist die Abfallmenge, die durch den einmaligen Gebrauch entsteht. Rund 70.000 Tonnen landen bundesweit jährlich im Müll und werden verbrannt. Dabei gelangt klimaschädliches CO₂ in die Umwelt. Im Projekt Cell2Cell wollen Forscherinnen und Forscher diesen Abfall nun in einen Wertstoff für die biotechnologische Produktion umwandeln.