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Ansprechpartner
Dr. Ulrich Arnold

Tel.: +49 721 608-23694
ulrich arnoldYah9∂kit edu

Biobasierte Kraftstoffe und Materialien

Die Aktivitäten der Arbeitsgruppe umfassen die Entwicklung von Kraftstoffen und Materialien aus nachwachsenden Rohstoffen sowie die Entwicklung maßgeschneiderter analytischer Methoden. Im Fokus dieser drei Bereiche steht die Entwicklung neuer heterogener Katalysatorsysteme.

Arbeitsbereiche

Alternative Kraftstoffe

Im Forschungsbereich Alternative Kraftstoffe werden Prozesse untersucht, die auf biomassestämmigem Synthesegas basieren. Einen Schwerpunkt bildet die Synthese von Oxymethylenethern (OME). Diese stellen alternative Dieselkraftstoffe dar, die eine deutliche Minderung schädlicher Emissionen, insbesondere Ruß und NOx, ermöglichen. Sie können aus nachwachsenden Rohstoffen, z.B. über die Zwischenprodukte Methanol oder DME, gewonnen werden. Dabei kann ein Großteil des ursprünglich in der Biomasse enthaltenen Sauerstoffs im Produkt verbleiben, so dass eine Herstellung mit hoher Energieeffizienz und Atomökonomie möglich ist. Einen weiteren Schwerpunkt bildet die Gewinnung von Spezialkraftstoffen mit genau definierter Zusammensetzung und hoher Reinheit. In allen Fällen wird der Einsatz von gut verfügbaren Rest- und Abfallstoffen als Rohstoffbasis angestrebt.

Materialien 

Im Bereich Materialien werden Reaktivharzsysteme, insbesondere Epoxid-(EP)-Harze, entwickelt. Ein wichtiges Ziel ist hierbei der sukzessive Ersatz fossil-basierter Komponenten durch Biomasse-basierte Komponenten, ohne Einbußen bezüglich Materialeigenschaften. Von besonderem Interesse sind aber auch Hybrid­materialien aus fossil-basierten Komponenten und Biopolymeren. Deren Material- und Verarbeitungsparameter werden an die jeweiligen Anwendungen durch Wahl geeigneter Harze, Härter und ggf. Additive angepasst. Darüber hinaus spielt die Strahlungs­härtung eine wichtige Rolle und es werden hocheffiziente Katalysatoren für die Mikrowellen- und Elektronenstrahlhärtung entwickelt. Typische Anwendungen für die im Bereich Materialien entwickelten Systeme sind Verbundwerkstoffe, Leichtbau, Kleinserienfertigung, Klebstoffe und die Entwicklung neuer Katalysator­systeme auf Basis metall-dotierter Reaktivharze. Solche Katalysatoren sind hochaktiv, selektiv und in der Langzeitanwendung über Monate stabil. Sie können in einer Vielzahl von Reaktionen, z.B. der Epoxidierung, Hydrierung, Hydroformylierung oder in C-C-Kopplungsreaktionen eingesetzt werden.

Analytik 

Mit Hinblick auf den Bereich Analytik ist das Team auf thermische Analysen (DSC, TGA, Viskosimetrie), chromatographische Methoden (GC-MS/FID/TCD, GCQ-MS, GPC) und Massenspektrometrie (EI, HPLC-ESI) spezialisiert.