In der Papierindustrie fallen weltweit jährlich rund 50 Millionen Tonnen Lignin – ein Stoff aus der pflanzlichen Zellwand – als Abfall an. Das meiste davon wird verbrannt, ein Teil industriell verwertet, etwa zur Herstellung von Vanillin. Als nachwachsender Rohstoff birgt Lignin jedoch noch viel ungenutztes Potenzial, das erst erschlossen werden muss. Katalin Barta, Chemikerin an der Universität Graz, hat mit ihrem Team nun eine effiziente katalytische Methode entwickelt, um aus dem Abfallprodukt Kunststoff-Bausteine mit vielversprechenden Eigenschaften herzustellen. Diese Polymere könnten sich für verschiedenste HighTech-Materialien, etwa in der Autoindustrie, eignen und eine klimafreundliche Alternative zu erdölbasierten Kunststoffen darstellen. Publiziert wurden die Forschungsergebnisse im Fachjournal Chem Catalysis.
„Es ist uns gelungen, aus Lignin-Mischungen ein spezielles hochwertiges Diamin zu gewinnen, eine Stickstoffverbindung, die in der Industrie eine wichtige Rolle spielt“, berichtet Katalin Barta. „Dieses Molekül haben wir über eine Reihe von katalytischen Prozessen erhalten und daraus dann eine vielversprechende Polymerklasse hergestellt. Deren Eigenschaften deuten darauf hin, dass sie als widerstandsfähige Kunststoffe dienen könnten, mit vielfältigen Einsatzmöglichkeiten, wie zum Beispiel für Karosserie-Teile“, erklärt die Chemikerin, deren Forschungen über einen ERC Starting Grant der EU gefördert werden. Die Methode ist sehr effizient, gewährleistet eine einfache Produktion und ließe sich eventuell auch in industriellem Maßstab anwenden.
Publikation
A Well-defined Diamine from Lignin Depolymerization Mixtures for Constructing Bio-based Polybenzoxazines
Xianyuan Wu, Maxim V. Galkin, Katalin Barta
Chem Catalysis, DOI 10.1016/j.checat.2021.10.022
https://www.cell.com/chem-catalysis/fulltext/S2667-1093(21)00287-6
Grüne Chemie
In Katalin Bartas Forschung stehen nachhaltige Methoden, nachwachsende Rohstoffe und umweltfreundliche Reaktionen im Fokus. Damit ist die Chemikerin an der Universität Graz Teil des Profilbildenden Bereichs „Climate Change Graz“. Zahlreiche Publikationen belegen ihre erfolgreiche Arbeit. Eine von ihrem Team entwickelte „grüne“ Methode zur Aufspaltung von Holz in Cellulose und Lignin wurde im September 2021 im renommierten Fachjournal Nature Communications veröffentlicht. Statt organischer Lösungsmittel, die CO2-intensiv und toxisch sind, setzt die Chemikerin wiederverwendbare alternative Lösungsmittel aus erneuerbaren Ressourcen ein. Neben dem Umweltaspekt zeichnet sich die Methode auch durch die hohe Qualität der damit gewonnenen Endprodukte Cellulose und Lignin aus.
Publikation
Tunable and functional deep eutectic solvents for lignocellulose valorization
Yongzhuang Liu, Noemi Deak, Zhiwen Wang, Haipeng Yu, Lisanne Hameleers, Edita Jurak, Peter J. Deuss & Katalin Barta
Nature Communications volume 12, Article number: 5424 (2021)
https://www.nature.com/articles/s41467-021-25117-1
