Das Projekt "Teilprojekt 5: Hochdurchsatzscreening - Evaluierung geeigneter Aktivmassen und Reaktionsbedingungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von hte Aktiengesellschaft the high throughput experimentation company durchgeführt. Ziel des Verbundvorhabens ist die Identifizierung und Entwicklung einer neuen Generation von Heterogenkatalysatoren als Ausgangspunkt für neue technische Verfahren zur hochselektiven, einstufigen, oxidativen Funktionalisierung von kurzkettigen Alkanen. Im besonderen Fokus des Projekts stehen dabei neue Heterogenkatalysatoren für die Selektivoxidation von n-Butan zu MSA, von Propanzu ACR / ACS und von Ethan zu HAc. hte wird seine Arbeiten auf die Konditionierung und Testung von prospektiven Katalysatorsystemen im hohen Durchsatz (HTS) fokussieren. Dazu stehen geeignete technologische Plattformen zur Verfügung, mit denen Oxidationskatalysatoren für die beschriebenen Zielreaktionen unter verschiedensten Reaktionsbedingungen ausgestetet werden können. Aus derzeitiger Sicht erscheint eine Testung im Stage II sinnvoll: Typische Parallelisierungsgrade einer solchen Anlage liegen bei 48Aktivmassen von je 0,5 bis 2 ml Katalysatorvolumen. Eine detaillierte Produktanalyse mit geschlossener Kohlenstoffbilanz ist möglich. Durch parallele Testung der Aktivmassen können Informationen auf breiter Basis über die neuartigen Aktivmassen gewonnen werden, die zum einem zum Verständnis der Struktur-Wirkungsbeziehungen der neuen Festkörper führen und zum anderen mögliche Ansatzpunkte für Neuentwicklungen liefern. Aus den technologischen Komponenten, die im Projekt neu appliziert und validiert werden sollen, ergeben sich für hte AG eine Reihe von Vorteilen, die sich in den oben bereits beschriebenen geschäftlichen Nutzen umsetzen lassen: 1) Der Erwerb von Expertise für eine spezifische Reaktionsklasse, 2) Die Verbreiterung und Validierung des Technologieportfolios, 3) Die Verbreiterung und Validierung des Softwareportfolios, 4) Die Möglichkeit der Publikation spezifischer Projektinhalte in Fachjournalen oder auf Konferenzen. Da es sich bei der Hochdurchsatzforschung um einen stark umworbenen internationalen Markt handelt, können die hier angegeben Entwicklungen Wettbewerbsvorteile für hte sicher
Das Projekt "Teilprojekt 1: Koordination, Hochskalierung, Katalysatorstrukturierung und -testung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von BASF SE durchgeführt. Identifizierung und Erarbeitung einer neuen, überlegenen Generation von Heterogenkatalysatoren zur hochselektiven, ressourceneffizienten, Selektivoxidation von kurzkettigen Alkanen zu chemischen Grundprodukten am Anfang weitverzweigter Wertschöpfungsketten. Im Fokus: Umwandlung der Erdgasbestandteile n-Butan, Propan und Ethan zu Maleinsäureanhydrid (MSA), Acrolein / Acrylsäure (ACR / ACS) bzw. Essigsäure (HAc). BASF ist Endanwender, Ziele entsprechen wesentlich denen des Gesamtprojekts. Angestrebt ist signifikante Besserstellung gegenüber dem Stand der Technik (+10 Prozent MSA). Teilziele: Identifizierung/Verbesserung prospektiver Phasen, Strukturierung/Hochskalierung. Im Verbundvorhaben werden neue Festkörperphasen hergestellt, hochskaliert, katalytisch evaluiert und anhand der Erkenntnisse zur Strukturchemie der besten Kandidaten unter Reaktionsbedingungen zyklisch optimiert. BASF bildet die Schnittstelle Material/Katalysator. Aufgaben: Hochskalierung und Strukturierung aller Phasen, katalytische Bewertung unter technischen Bedingungen. Zur Synthese werden Fällungen, Hydrothermalsynthesen, Sprühtrocknungen, Kalzinationen ausgelegt. Charakterisierung: Chemische und XRD Analysen, Kontrolle Partikelgröße/Morphologie (BET, SEM/TEM), Stabilitätsmessungen (TG/DTA). Katalytische Bewertung: 2 Technikumsreaktoren, GC-Reaktionsgasanalytik. Als Endanwender könnte BASF die Ergebnisse zügig in ein neues Verfahren umsetzen. Verwertung kann sowohl in eigenen Produktionsanlagen erfolgen (drop-in, neues Verfahren) als auch vermarktet werden (Katalysator, Lizenzvergabe). Grundlage: Umfassende Sicherung der erarbeiteten IP (Stoffe/Katalysatoren/Prozesse). Zeitlicher Horizont: Drop-in Lösung in bestehende Anlangen (z.B. MSA-Prozess) erfordern eine Pilotphase von 1-3 Jahren, damit ist eine Kommerzialisierung nach etwa 3-5 Jahren realistisch. Neue Prozesse erfordern umfangreichere Entwicklung, daher sind entsprechend insgesamt 10 Jahre anzunehmen.