Katalyse Die Erweiterung der Rohstoffbasis als Herausforderung für die Katalyse

Autor / Redakteur: Anke Geipel-Kern / Anke Geipel-Kern

Auf 120 Jahre Erfahrung mit Katalyseverfahren blickt die BASF zurück. Heute steht nicht nur die Optimierung eigener Prozesse im Fokus, seit der Akquisition von Engelhard ist der Konzern auch zum größten Katalysatorenhersteller avanciert. Lesen Sie, vor welchen Herausforderungen die Entwickler zurzeit stehen, und welche Lösungen in der Pipeline sind.

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So ändern sich die Zeiten: Anfang des 20. Jahrhunderts kam das Patent mit der Nummer 235.421 einer technischen Revolution gleich. Heute, gut 100 Jahre später, gehört die Ammoniaksynthese nach Haber-Bosch zum Vordiplomstoff, und vermutlich könnte auch BASF-Forschungschef Andreas Kreitmeyer noch aus dem Tiefschlaf geweckt die Details des ersten großtechnischen, katalytischen Verfahrens aufsagen. Wobei er gleich doppelt Grund hat, den Prozess aus dem Effeff zu kennen. Zum einen stand die erste technische Ammoniakanlage auf BASF-Boden, und zum anderen bauten die Forscher auf dem erworbenen Know-how auf und entwickelten weitere heterogene Katalysatoren und großtechnische Verfahren.

„Heute beruhen etwa 50 Milliarden Euro unseres Umsatzes direkt oder indirekt auf Katalysatoren“, verdeutlicht Kreitmeyer die erreichten Dimensionen. Hauptrolle spielen dabei nicht nur umsatzmäßig heterogene Katalysatoren (siehe Grafik). Das liegt zum Teil daran, dass biokatalytische Verfahren bisher nur in Nischen Platz gefunden haben und Homogenkatalysatoren sehr viel schwieriger zu handeln sind als die heterogenen Geschwister. Vor allem die Wiedergewinnung aus dem Reaktionsgemisch gestaltet sich bei der Homogenkatalyse schwieriger, und zum Teil fehlen auch spezifische Liganden, sodass die Anwendungsbereiche derzeit noch eingeschränkt sind. Das jährliche Wachstum des gesamten Katalysatorenmarktes beziffert Kreitmeyer auf sechs Prozent. Wobei es sein Ziel ist „stärker als der Markt zu wachsen.“

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Wirtschaftlichkeit im Fokus

Größte Herausforderung für die Chemie sind die steigenden Rohstoff- und Energiekosten. Unmittelbare Folge: Der Druck, Rohstoffe besser auszunutzen beziehungsweise billigere oder besser verfügbare einzusetzen, steigt. „Billigere Einsatzstoffe sind in der Regel jedoch reaktionsträger und müssen über einen Katalysator aktiviert werden“, konstatiert Dr. Friedbert Nees, Leiter der weltweiten Katalyseforschung. Ein optimierter Katalysator, der einer World-Scale-Anlage ein paar 100 Kilogramm mehr abringt, kann deshalb schnell zum gewaltigen Hebel werden. „Bei einer 100 Jahrestonnen-Anlage summiert sich eine Ausbeutesteigerung von nur einem Prozent auf rund eine Million Euro“, rechnet Nees vor.

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