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Keywords:

  • Biomasse;
  • Biotreibstoffe;
  • Heterogene Katalyse;
  • Kohlenhydrate;
  • Nachhaltige Chemie

Abstract

Für die moderne Industriegesellschaft hat Biomasse ein enormes Potenzial als nachhaltiger Energieträger und Quelle organischen Kohlenstoffs. Ziel dieses Aufsatzes ist es, eine Übersicht über katalytische Reaktionen in der flüssigen Phase zu geben, in denen Sauerstoff-haltige Rohstoffe aus Biomasse (vor allem Zucker und Zuckeralkohole) in wertvollere Chemikalien und Treibstoffe umgewandelt werden, wobei ein besonderer Schwerpunkt auf solchen katalytischen Transformationen liegt, die aus einem Verständnis der fundamentalen Reaktionsmechanismen abgeleitet wurden. Die Schlüsselreaktionen bei der chemischen Umwandlung von Biomasse sind Hydrolyse, Dehydratisierung, Isomerisierung, Aldolkondensation, Reformierung, Hydrierung und Oxidation. Ferner wird diskutiert, wie aus grundlegenden chemischen und katalytischen Konzepten Strategien für die Steuerung von Reaktionsverläufen und Prozessbedingungen erarbeitet werden können. Als Beispiele dienen dabei die Herstellung von H2/CO2- oder H2/CO-Gasmischungen durch Reformierung in der wässrigen Phase, die Produktion von Furanen durch selektive Dehydratisierung von Kohlenhydraten und die Erzeugung flüssiger Alkane durch Kombination der Aldolkondensation mit Dehydratisierungs- und Hydrierungsprozessen.