Aktuell

Strom-basierte Konversion von biogenen Rohstoffen

„Strom-basierte Konversion von biogenen Rohstoffen und der elektrochemischen Herstellung von biobasierten Produkten

Der Förderaufruf konzentriert sich auf die Förderung von Forschung und Entwicklung zu Elektrosynthese auf Basis biogener Roh- und Reststoffe bzw. biobasierter Plattformchemikalien oder Zwischenprodukte.

Ziel der „Nationalen Bioökonomiestrategie“ ist u.a. eine deutliche und anhaltende Steigerung des nachhaltig erzeugten Biomasseanteils und der Effizienz des Biomasseeinsatzes zu erreichen.

Ziel dieses Förderaufrufs ist die Entwicklung von biobasierten Produkten auf Basis konkurrenzfähiger, innovativer, leistungsfähiger und nachhaltiger elektrochemischer Konversionsverfahren unter Nutzung biogener Rohstoffe bzw. biobasierter Zwischenprodukte oder Plattformchemikalien.

Im Fokus der Förderung steht die Entwicklung neuer bzw. die Optimierung bekannter elektrochemischer Reaktionen zu chemischen Produkten oder Zwischenprodukten und die Synthese komplexer organischer Moleküle, aber auch Fortschritte bei der methodischen Umsetzung elektrochemischer Prozesse. Innovative Methoden sollen dazu beitragen, selektive elektrochemische Prozesse für die Synthese hochwertiger organischer Produkte zu entwickeln und diese Prozesse für technische Anwendungen hochzuskalieren. Die Kombination organischer Elektrosynthese mit der Umsetzung von erneuerbarer Biomasse wäre eine besonders nachhaltige, „grüne“ Methode zur Chemikalienproduktion. In diesem Zusammenhang sollten auch bei der Elektrosynthese nichtumweltfreundliche Additive und Lösungsmittel vermieden werden. Wünschenswert sind 200%- Elektrolysezellen oder sehr energieeffiziente 100%-Zellen. Eine detaillierte energetische Betrachtung (Stromeffizienz und Zellspannung) ist gefordert. Auf den Einsatz von Opferelektroden oder Opferreagenzien soll in der Elektrolyse verzichtet werden.

Insbesondere werden Vorhaben zu den nachfolgenden Themenbereichen und den aufgeführten Teilaspekten gefördert.

Biobasierte Produkte durch elektrochemische Prozesse auf Grundlage biogener Rohstoffe oder biobasierter Zwischenprodukte

Rohstoffe

  • alle biogenen Rohstoffe sowie biogenen Rest- und Abfallstoffe i.S. des Förderprogramms „Nachwachsende Rohstoffe“ des BMEL
  • biobasierte Zwischenprodukte oder Plattformchemikalien

Produkte:

  • wertgesteigerte chemische Zwischen- und Endprodukte
  • Feinchemikalien
  • Polymermonomere
  • biobasierte bzw. teil-biobasierte Werkstoffe, Komposite und Materialien
  • Kombination von anorganischen mit biobasierten Materialien, teil-biobasierte Hybridmaterialien

Folgende Themenbereiche sind nicht Bestandteil des Aufrufs:

  • Ausschließlich im Lebens- oder Futtermittelbereich verwendete Produkte (hierzu gehören nicht Additive und Hilfsstoffe zu deren Produktion)
  • Arzneistoffe für Arzneimittel (hierzu gehören nicht Additive und Hilfsstoffe für die Herstellung der Arzneiform)

Prozesse

  • Entwicklung, Skalierung und Optimierung elektrochemischer Synthesen auf Basis biogener Rohstoffe bzw. biobasierter Plattformchemikalien
  • Entwicklung und Optimierung elektrochemischer Abbaureaktionen biogener Rohstoffe zu definierten, verwertbaren Zielmolekülen
  • Entwicklung und Optimierung hin zu kontinuierlichen elektrochemischen Umwandlungsprozessen auf Basis biogener Rohstoffe
  • elektrochemische Oberflächentechnik sowie Elektrodenentwicklung unter Nutzung biogener Rohstoffe bzw. biobasierter Chemikalien/Materialien
  • Reaktorauslegung und –parametrisierung, Trenntechnologie für elektrochemische Synthesen unter Nutzung biogener Rohstoffe bzw. biobasierter Chemikalien/Materialien
  • Kombination von elektrochemischen Verfahren mit chemischen bzw. katalytischen oder biotechnologischen Prozessen auf Basis biogener Rohstoffe

Folgende Themenbereiche sind nicht Bestandteil des Aufrufs:

  • Power-to-Chemicals über Wasserelektrolyse und nachfolgende Synthesegaskonzepte
  • Elektrochemische Energiespeicher und elektrochemische Energiewandler
  • elektrochemische Konversion strukturgleicher, sowohl fossil- als auch biobasiert zugänglicher Zwischenprodukte/Plattformchemikalien ohne verfahrenstechnische Kopplung an die Umwandlung des biogenen Rohstoffs zum biobasierten Zwischenprodukt/zur Plattformchemikalie
  • Arbeiten nur an Modellverbindungen anstelle von biogenen Substraten

Angestrebt werden sowohl Projekte der anwendungsorientierten Grundlagenforschung als auch der angewandten Forschung. Es sollen Einzel- und Verbundvorhaben gefördert werden. KMU und Mittelstand sind ausdrücklich erwünscht. Verbundvorhaben mit Federführung oder maßgeblicher Beteiligung von Unternehmen der gewerblichen Wirtschaft werden bei gleicher Qualität gegenüber Vorhaben ohne oder mit nur geringer Beteiligung von Unternehmen bevorzugt.

Voraussetzung für eine Förderung ist, dass die in den Projektvorschlägen zu behandelten Lösungen mindestens ein Proof-of Concept anstreben, d.h. das mindestens Technologie-Reifegrad TRL 3 erreicht wird. Vorhaben mit einem höherem TRL werden bevorzugt gefördert.

Für die zu entwickelnden biobasierten Produkte ist eine marktkonforme Performance anzustreben. Die zu fördernden Prozesse müssen eine zukunftsfähige und marktgerechte technische, wirtschaftliche und ökologische Effektivität und Effizienz erwarten lassen. Ein ausreichendes Markt- und Wertschöpfungspotential ist sicherzustellen.

Projektvorschläge können bis zum Montag, den 18. Januar 2021 bei der FNR eingereicht werden.