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Projekt

ReZyKat - Hydrierkatalysatoren auf der Basis von biobasierten tiefeutektischen Lösungsmitteln und recyclebaren Metallen

Projekt

  • 4. Call
  • Dialoggruppe: Fein- und Spezialchemikalien
  • Fördervolumen: 110.174,40 €
  • Gesamtvolumen: 110.198 €
  • April 2026 - März 2027

Forschungsziel

Ziel des Projekts „ReZyKat“ ist die Entwicklung und Erprobung neuer Katalysatoren zur Hydrierung von Fünfringverbindungen, wie Furfural, um regionale nachwachsende Rohstoffe in Basischemikalien umzuwandeln. Dabei kommen Metalle wie Nickel und Palladium als aktive Komponenten zum Einsatz. Der Träger des Katalysators wird aus biogenen Stoffen wie Harnstoff und Zuckerderivaten hergestellt und soll durch gezielte Oberflächeneigenschaften besonders aktiv und stabil sein. Um den schnellen Alterungsprozess der Katalysatoren zu begegnen, wird ein Verfahren zur Rückgewinnung der Metalle entwickelt, um diese im Kreislauf zu führen. Industriepartner unterstützen bei der Auswahl geeigneter Systeme, der Metallrückgewinnung und der Bereitstellung von Ausgangsstoffen.

 

Wertschöpfung in der Region 

Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines neuartigen Katalysatorsystems zur exemplarischen Herstellung von Basischemikalien (z. B. Diolen) durch Hydrierung landwirtschaftlicher Rohstoffe aus Mitteldeutschland. Als Ausgangsmaterialien für den Katalysatorträger dienen regional verfügbare Industrieprodukte wie Harnstoff sowie Nebenprodukte der Zuckerindustrie (z. B. Melasse), bereitgestellt durch Südzucker am Standort Zeitz. Die Erprobung der Katalysatoren erfolgt am Institut für Nichtklassische Chemie (INC) in Leipzig. Mit SHELL Catalysts & Technologies Leuna ist ein potenzieller Produzent als assoziierter Partner eingebunden. Die geplante Hydriertechnologie soll an den Industriestandorten Zeitz und Leuna implementiert werden, wo bereits ein Schwerpunkt auf der stofflichen Nutzung nachwachsender Rohstoffe liegt – unter Mitwirkung des Fraunhofer CBP/IGB in Leuna.

Das Vorhaben ermöglicht die Abbildung wesentlicher Teile der Forschungs-, Entwicklungs- und Wertschöpfungskette innerhalb der Region Mitteldeutschland. Als Transformationstechnologie trägt es maßgeblich zum Strukturwandel der chemischen Industrie in Richtung Kreislaufwirtschaft an den Standorten Leuna und Zeitz bei.

Beteiligte Institutionen 

Ziel der Forschungs- und Entwicklungsarbeit desInstitut für Nichtklassische Chemie e.V.(INC) als gemeinnützige Industrieforschungseinrichtung und Mitglied der Zuse-Gemeinschaft ist die Umsetzung und Weiterentwicklung von Ergebnissen der Grundlagenforschung in anwendungsbereite Verfahren. Die Kernkompetenzen des Institutes sind die Entwicklung und Anwendung neuartiger poröser Materialien als Adsorbentien und Katalysatoren.

Das zentrale Thema des Innovationsfelds Bioinspirierte Chemie der Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB Bio-, Elektro- und Chemokatalyse BioCat, Institutsteil Straubing ist es, im Rahmen des Rohstoffwandels die gesteuerte Nutzung biomolekularer Funktionalitäten zu ermöglichen, um über neue Syntheserouten innovative und grüne Fein- und Spezialchemikalien, biobasierte Polymere sowie Funktionsmaterialien zu entwickeln.

Die Firmen Shell Catalysts & Technologies Leuna GmbH, TIB Chemicals AG und die Südzucker AG sind assoziierte Projektpartner. 

Die Wertschöpfungskette

Ausgangsstoff

Nachwachsende Rohstoffe (Zucker)

Technologie

Synthese

Zwischenprodukt

Katalysatoren

Endprodukt

Basischemikalien

Um chemische Prozesse nachhaltiger zu gestalten, nehmen biobasierte Katalysatoren eine zunehmende Rolle ein. Heutzutage basieren über 90 % der chemischen Prozesse auf katalytischen Verfahren, daraus resultiert ein Weltmarkt für Katalysatoren von etwa 10 Mrd. €, die Menge an Katalysatorträgern entsprach 121,2 kt im Jahr 2018. Durch die neue Herstellungsmethode eröffnen sich damit Potentiale bei der Katalysatorsynthese. 

Meilensteine & Highlights

  • Ausstehend • 6. Monat

    Testung der Synthese mit gezielter Variation der Bedingungen (z.B. Haltezeit) in einem engen Parameterbereich

  • Ausstehend • 6. Monat

    Spezifizierung der Applikationsmöglichkeiten der Synthese und der Hydrierung, Aktualisierung bzw. Definition der Zielparameter und der Prozessbedingungen

  • Ausstehend • 9. Monat

    Testung der Aktivierung und der Hydrierung mit den hergestellten Katalysatoren bei der Hydrierung von 5-Hydroxymethylfurfural

  • Ausstehend • 9. Monat

    Ableitung der optimalen Synthesebedingungen

  • Ausstehend • 12. Monat

    Testung der Reproduzierbarkeit der Katalysatorsynthese und Prüfung der Recyclingfähigkeit der gebrauchten Katalysatoren (desaktiviert, verkokt), Prüfung der Skalierbarkeit

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Zuletzt aktualisiert am: 27. März 2026, 11:11

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