{"id":105546,"date":"2022-03-04T07:37:00","date_gmt":"2022-03-04T06:37:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=105546"},"modified":"2022-03-01T15:57:57","modified_gmt":"2022-03-01T14:57:57","slug":"nachhaltige-chemie-auf-basis-von-holz","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/nachhaltige-chemie-auf-basis-von-holz\/","title":{"rendered":"Nachhaltige Chemie auf Basis von Holz"},"content":{"rendered":"\n

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Beispiel f\u00fcr ein borhaltiges Polymer auf Furanbasis.<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Manche Wanderer tragen ein kleines Solarkraftwerk mit sich herum: An ihrem Rucksack ist eine Folie befestigt, die Sonnenlicht in Strom umwandelt. So k\u00f6nnen sie unterwegs ihr Handy aufladen. Flexible, d\u00fcnne und leichte Solarpanels lassen sich auch auf Outdoor-Kleidung anbringen oder auf gew\u00f6lbte Oberfl\u00e4chen kleben \u2013 etwa auf die D\u00e4cher von Wohnmobilen.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Derartige Solarzellen fangen die Energie der Sonne nicht mit kristallinem Silizium ein, sondern mit speziellen organischen Materialien. Leider werden diese Materialien bislang aus Erd\u00f6l oder Erdgas hergestellt \u2013 und das ist nicht im Sinne der Nachhaltigkeit.<\/p>\n\n\n\n

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Doktorand Maximilian Fest (r.) und Professor Holger Helten (l.) im Labor. \u00a9 Robert Emmerich<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Die Wissenschaft sucht darum nach Alternativen. Das Team um Chemieprofessor Holger Helten<\/a> von der Julius-Maximilians-Universit\u00e4t (JMU) W\u00fcrzburg hat dabei den nachwachsenden Rohstoff Holz im Blick. Aus Holz lassen sich Furane gewinnen, und diese ringf\u00f6rmigen Molek\u00fcle eignen sich sehr gut f\u00fcr die organische Elektronik: Sie kommen f\u00fcr Solarzellen, Leuchtdioden, Displays oder elektronische Schaltkreise in Frage.<\/p>\n\n\n\n

Bor stabilisiert Polymere auf Furanbasis<\/h3>\n\n\n\n

Entscheidend ist, dass Materialien auf Furanbasis f\u00fcr viele Anwendungen wesentlich bessere Eigenschaften mitbringen als die meisten bislang in der organischen Elektronik verwendeten Materialien. Verglichen mit Standardmaterialien auf Thiophenbasis haben sie unter anderem eine st\u00e4rkere Leuchtkraft und sind besser l\u00f6slich \u2013 das vereinfacht ihre Verarbeitung und spart L\u00f6sungsmittel. Au\u00dferdem sind Furane biologisch abbaubar, weshalb sich solche Materialien vermutlich recyceln lassen.<\/p>\n\n\n\n

Leider sind viele Materialien auf Furanbasis sehr labil; in Anwesenheit von Sauerstoff und Licht zerfallen sie schnell. Doch sie lassen sich stabilisieren, wenn man sie mit dem Element Bor verkn\u00fcpft. \u201eDas ergibt Verbindungen, die bis zu 300 Grad Celsius aushalten und \u00fcber Monate hinweg von Licht unbeschadet bleiben\u201c, sagt der W\u00fcrzburger Chemiker Maximilian Fest, der seine Doktorarbeit bei Professor Helten macht.<\/p>\n\n\n\n

Umweltschonende Syntheseverfahren im Einsatz<\/h3>\n\n\n\n

Die Erforschung borhaltiger Polymere steht noch in den Anf\u00e4ngen. Der JMU-Doktorand synthetisiert verschiedene neue Varianten aus Bor und Furanen und charakterisiert ihre Eigenschaften. Dabei setzt er auf umweltfreundliche Synthesemethoden, die in der Arbeitsgruppe seines Professors entwickelt werden.<\/p>\n\n\n\n

Holger Helten<\/strong> erkl\u00e4rt, warum diese Verfahren die Umwelt schonen: \u201eBei der Polymerisation von Bor und Furanen, aber auch bei der Synthese rein organischer Polymere, entstehen h\u00e4ufig sehr bedenkliche Abfallprodukte. Oft sind das organische Zinnverbindungen, die f\u00fcr Mensch und Umwelt hochtoxisch sind. Bei unserem Ansatz sind keine Metalle n\u00f6tig und es entstehen keine toxischen Abf\u00e4lle.\u201c<\/p><\/blockquote>\n\n\n\n

Sein Team will diese Syntheseverfahren weiter verbessern, sie noch nachhaltiger machen. Ein Ziel dabei ist es, die Zahl der Reaktionsschritte zu verringern \u2013 das spart Energie und Reagenzien.<\/p>\n\n\n\n

Gef\u00f6rdert von der Bundesstiftung Umwelt<\/h3>\n\n\n\n

Bei all diesen Pluspunkten in Sachen Nachhaltigkeit ist es nicht verwunderlich, dass die Deutsche Bundesstiftung Umwelt das Dissertationsprojekt von Maximilian Fest f\u00f6rdert: Sie gew\u00e4hrt ihm \u00fcber 2,5 Jahre ein Stipendium von monatlich 1.500 Euro plus Sachmittel.<\/p>\n\n\n\n

Der Einbau von Bor in furanbasierte Polymere er\u00f6ffnet \u00fcber die organische Elektronik hinaus viele weitere M\u00f6glichkeiten. \u201eWir k\u00f6nnen damit zum Beispiel Sensoren bauen, die toxische Amine und andere Stoffe nachweisen\u201c, sagt Professor Helten. Auch als Katalysatoren f\u00fcr chemische Reaktionen oder als Elektrodenmaterialien f\u00fcr Lithium-Ionen-Akkus kommen diese Polymere in Frage.<\/p>\n\n\n\n

Zur Person: Professor Holger Helten<\/h3>\n\n\n\n

Nachhaltigkeit in der Chemie und die Erforschung anorganisch-organischer Hybridmaterialien: Das sind zwei Schwerpunkte im Team von Holger Helten, der Chemie an der JMU studiert hat. Nach Stationen an den Universit\u00e4ten Bonn und Bristol (UK) ging Helten 2012 als Leiter einer Emmy-Noether-Nachwuchsgruppe, gef\u00f6rdert von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG), an die RWTH Aachen.<\/p>\n\n\n\n

Dort leitete er sp\u00e4ter eine Heisenberg-Forschungsgruppe; 2019 wechselte er als Heisenberg-Professor an die JMU; hier leitet er den Lehrstuhl f\u00fcr Anorganische Chemie I. Mit den prestigereichen Heisenberg-Professuren f\u00f6rdert die DFG herausragende Forschende. Helten ist Mitglied der Fachgruppe \u201eNachhaltige Chemie\u201c in der Gesellschaft Deutscher Chemiker GDCh.<\/p>\n\n\n\n

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Kontakt<\/h3>\n\n\n\n

Prof. Dr. Holger Helten
Institut f\u00fcr Anorganische Chemie und Institut f\u00fcr nachhaltige Chemie und Katalyse mit Bor (ICB)
Universit\u00e4t W\u00fcrzburg
Tel.: +49 931 31-84086
E-Mail: holger.helten@uni-wuerzburg.de<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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