Phosphor ist ein essenzieller Bestandteil aller lebenden Organismen. Ohne das Element würde weder der Energiehaushalt in Zellen aufrechterhalten werden können, noch wäre beispielsweise die Zellteilung möglich. Besonders in der Landwirtschaft wird mit Phosphor in Form von Phosphat gedüngt, um das Pflanzenwachstum zu unterstützen. Die Vorräte an mineralischem Lagerstätten-Phosphat werden jedoch immer knapper und werden in wenigen hundert Jahren aufgebraucht sein.
Chemie
Neuer Katalysator für die grüne Chemie
In Bioraffinerien wird pflanzliche Biomasse wie Holz oder Stroh oder andere Abfall- und Reststoffe effizient und nachhaltig zur Erzeugung von Strom und Wärme aber auch für die Herstellung neuer Plattformchemikalien genutzt. Die Umsetzung erfolgt jeweils in Bioreaktoren, deren Prozesse von Katalysatoren angetrieben werden. Katalysatoren bestehen jedoch häufig aus kostspieligen und seltenen Edelmetallen.
Mit Biomolekülen Plastik veredeln
Outdoor-Kleidung, die vor Wind und Regen schützt oder Fassadenfarbe, die Schmutz abweist: Funktionalisierte Materialen wie diese, sind aus dem Alltag nicht mehr wegzudenken und sind Beispiele für eine erfolgreiche Forschung. Doch die Anforderungen an Materialen steigen ebenso wie die an deren nachhaltige Herstellung.
Mikroben-Verständigung entschlüsseln
Haut und Verdauungstrakt des Menschen sind besiedelt von Millionen Mikroben. Die meisten davon sind sogar notwendig für einen gesunden Organismus. Ähnlich ist es auch bei Tieren, Pflanzen, Pilzen und selbst den Mikroorganismen: Sie alle leben in sogenannten Artengemeinschaften. Beispielsweise helfen bestimmte Pilze, Pflanzen mehr Nährstoffe aus dem Boden aufzunehmen.
Elektrobiotechnologie nutzen
Biologische Abfallstoffe nutzen und gleichzeitig Chemikalien herstellen und Energie gewinnen – das ist das ambitionierte Ziel der Elektrobiotechnologie. Das Besondere: Elektronenleitende Mikroben verstoffwechseln Strom statt wie herkömmlich Zucker. Falk Harnisch vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) in Leipzig ist einer der führenden Forscher auf dem Gebiet der Elektrobiotechnologie.
Heiße Quelle für neue Enzyme
Unsere moderne Welt wäre ohne die chemische Industrie undenkbar. Doch die Branche stand in den vergangenen Jahrzehnten wie keine zweite für ökologische und gesundheitliche Probleme. Die oft erforderlichen hohen Temperaturen und Drücke führen zu einem enormen Energiebedarf. Nicht selten fallen während der Produktionsprozesse problematische Abfallstoffe wie Säuren oder Lösungsmittel an.
Grüne Chemie kommt an
Nachwachsende Rohstoffe wie Holz oder Stroh sind nur zwei Ressourcen, die in der chemischen Industrie die endliche Ressource Erdöl ersetzen können. Eine weitere vielversprechende Rohstoffquelle ist das klimaschädliche Kohlendioxid. Das Treibhausgas zur Herstellung von Chemikalien und Kunststoffen zu nutzen, steht derzeit im Fokus vieler Forschungsaktivitäten, die auch vom der Bundesregierung gefördert werden. Der Trend in Richtung Grüne Chemie wurde auch auf dem Rohstoffgipfel in Berlin deutlich, der am 25.
Mikroben isolieren Edelmetalle
Die Gewinnung von Edelmetallen aus Erzen durch Bergbau ist ein "schmutziges" Geschäft. Denn für herkömmliche Aufbereitungsverfahren von Erzen zur Edelmetallgewinnung werden viele umweltschädigende Chemikalien eingesetzt. Um Gold und Silber auf schonende Weise zu isolieren, hat die hessische Biotechnologiefirma BRAIN AG und die Evonik-Tochtergesellschaft CyPlus GmbH ein biobasiertes Verfahren zur Edelmetallgewinnung für die globale Bergbauindustrie entwickelt.