Mechanochemie Mit Kugelmühlen zu mehr Nachhaltigkeit in der Chemieindustrie

Quelle: Pressemitteilung IDW

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Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Kohlenforschung sind überzeugt mit der sogenannten Mechanochemie für mehr Nachhaltigkeit in der Chemieindustrie zu sorgen. Die Fördermittel für das Projekt belaufen sich auf 500.000 Euro.

In der Mechanochemie steckt einiges an Nachhaltigkeitspotenzial für die Chemieindustrie.
In der Mechanochemie steckt einiges an Nachhaltigkeitspotenzial für die Chemieindustrie.
(Bild: Frank Vinken)

Wie können Unternehmen kostengünstiger und nachhaltiger produzieren? Diese Frage spielt in der Chemie- und Pharmaindustrie eine immer wichtigere Rolle. Auch die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Kohlenforschung arbeiten daran, Reaktionen möglichst umweltschonend und ökonomisch sinnvoll ablaufen zu lassen – und zwar nicht nur im Reagenzglas, sondern auch in industriellem Maßstab. Für solch ein Projekt hat die Arbeitsgruppe von Dr. Michael Felderhoff, Abteilung Heterogene Katalyse, jetzt einen Fördermittelbescheid von rund 500.000 Euro erhalten. Dabei spielen auch Kugelmühlen eine wichtige Rolle.

Konkret geht es in diesem Projekt darum, mechanochemische Verfahren in den Großmaßstab zu überführen. Das Impactive-Projekt bündelt das Fachwissen und die Kenntnisse aus zwei Cost-Netzwerken (European Cooperation in Science and Technology) und wird neue umweltfreundliche Methoden zur Herstellung pharmazeutischer Wirkstoffe (APIs) unter Verwendung der Mechanochemie als disruptive Technologie entwickeln.

Mechanochemie kommt ohne Einsatz von Lösungsmitteln aus

Zu den Vorteilen der Mechanochemie gehören: kein Einsatz von Lösungsmitteln, hohe Effizienz, niedrige Kosten, geringerer Energieverbrauch und weniger CO2-Emissionen. Bei der Mechanochemie werden mechanische Verfahren wie Kugelmahlen, Doppelschneckenextrusion, akustisches Resonanzmischen und Sprühtrocknung genutzt, um chemische Reaktionen auszulösen. So ist z.B. das Prinzip einer Kugelmühle zur Aktivierung einer chemischen Reaktion denkbar einfach. Die Reagenzien werden zusammen mit Mahlkörpern in einen Mahlraum gegeben. Durch Rotation oder Schwingung kommt es zu Stößen zwischen Kugeln und Chemikalien. Durch Übertragung von mechanische Energie auf die Reagenzien werden diese aktiviert und es kann eine chemische Reaktion stattfinden.

Mithilfe einer solchen Kugelmühle ist es einem Team des MPI gelungen, auch Ammoniak bei deutlich milderen Bedingungen zu synthetisieren als beim kommerziellen Haber-Bosch-Verfahren. So konnten die Forscher zeigen, dass auch für ökonomisch bedeutsame Produkte wie Ammoniak die Mechanochemie eine interessante Perspektive bieten kann. Beim europäischen Projekt „Impactive“ sind 18 Partner aus Wissenschaft und Industrie beteiligt, die Projektlaufzeit beträgt 48 Monate.

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