Chemie

Synthesegas ist ein wichtiger Rohstoff, um chemische Grundstoffe wie etwa Methanol zu erzeugen, das wiederum zur Herstellung von Farben oder Lacken benötigt wird. Zur Herstellung von Synthesegas – ein Gemisch aus Kohlenmonoxid (CO) und Wasserstoff (H2) – werden vorwiegend fossile Rohstoffe wie Kohle und Öl unter geringer Sauerstoffzufuhr und hohen Temperaturen vergast.

Ob Holzreste, Weizenstroh, Molkereste oder Mikroalgen: Bei der Herstellung wichtiger Chemikalien werden immer öfter fossile Rohstoffe durch biobasierte Roh- und Reststoffe ersetzt. Vor allem die Nutzung industrieller Rest- und Abfallstoffe bietet ein enormes Potenzial, um Ressourcen im Kreislauf zu führen und damit die Umwelt zu schonen. Eine vielversprechende Rohstoffquelle ist altes Speiseöl, das in Gewerbeküchen und Restaurants in großen Mengen anfällt. Bisher wird das gebrauchte Altöl vorwiegend zu Biokraftstoffen verarbeitet.

Reststoffe aus der Land- und Forstwirtschaft, Papierindustrie oder Lebensmittelproduktion sind längst zu einer wertvollen Rohstoffquelle für neue biobasierte und nachhaltige Produkte geworden. Damit können nicht nur fossile Rohstoffe ersetzt, sondern auch Ressourcen und Umwelt geschont werden. Ein zentrales Anliegen der Bioökonomie ist es, Produkte zu entwickeln, deren Rohstoffe wiederverwendet und somit in den Kreislauf zurückgeführt werden.

Die rasante Ausbreitung der Wasserhyazinthe ist in einigen Ländern bereits zu einer Gefahr für Ökosysteme geworden und bedroht zunehmend auch die Lebensqualität der Menschen. Besonders stark betroffen ist der afrikanische Victoriasee, wo Fische aufgrund von Sauerstoffmangel ersticken, Methangase durch die Verrottung freigesetzt werden und der Schiffsverkehr behindert wird. Nun haben Forschende einen Weg gefunden, diese zur Plage gewordene invasive Wasserpflanze sinnvoll als Biomasse zu nutzen.

Klebstoffe sind aus unserem Alltag nicht wegzudenken. Mit ihrer Hilfe lassen sich unterschiedlichste Materialien wie Glas und Kunststoff oder gar Holz und Metall verbinden und damit sorgen sie für eine lange Haltbarkeit der verschiedensten Produkte. Doch Klebstoffe basieren meist auf erdölbasierten Rohstoffen und sind äußerst stabil, wodurch das Recycling erschwert wird.

Nutzpflanzen hinsichtlich ihrer Inhaltsstoffe zu optimieren, ist entscheidend für die Ernährung künftiger Generationen. Um besser nachzuvollziehen, welche Stoffwechselveränderungen etwa durch Züchtung oder Gentechnik in Kulturpflanzen bewirkt werden, wird in der Pflanzenbiologie schon länger nach bildgebenden Methoden gesucht.

Carbonfasern zählen zu den Hightech-Fasern und sind äußerst begehrt. Sie sind sehr leicht, zugleich äußerst stabil und hitzebeständig. Als Teil von Faserverbundwerkstoffen setzt die Industrie sie deshalb bevorzugt im Fahrzeugbau und in der Luft- und Raumfahrt ein. Aber auch Sportartikelhersteller haben den Werkstoff für sich entdeckt. Allerdings werden zur Produktion der Carbonfasern noch überwiegend erdölbasierte Rohstoffe genutzt, die teils giftige Abgase verursachen und umweltschädlich sind.

Im Jahr 2022 hatte Bundesforschungsministerin Bettina Stark-Watzinger bei ihrem Besuch in australischen Bundesstaat Queensland eine Vereinbarung zur Stärkung der gemeinsamen Bioökonomie-Forschung unterzeichnet.

Enzyme sind die unsichtbaren Stars der Bioindustrie. Bei den komplexen Eiweißmolekülen handelt es sich um Biokatalysatoren, die sich als Spezialwerkzeuge nutzen lassen, um Prozesse zu beschleunigen oder biobasierte Produkte herzustellen. Nun haben Forschende vom LOEWE-Zentrum für Translationale Biodiversitätsgenomik (TBG) in Frankfurt am Main eine neue Quelle für Enzyme aufgetan.