Elektrochemische Umwandlungen von Furanverbindungen

Lignozellulose-Biomasse ist reich an Kohlenhydraten und damit eine reichhaltige, natürliche Kohlenstoffquelle, die unabhängig von Öl und Kohle ist. Bei der Dehydratisierung solcher Kohlenhydrate entstehen Verbindungen wie Furane oder Lävulinsäure. Einige dieser Verbindungen werden in großen Mengen hergestellt; die industrielle Produktion von Furfural übersteigt beispielsweise 250.000 Tonnen pro Jahr.

Unser Ziel ist es, solche Plattformchemikalien, z. B. 5-Hydroxymethylfurfural (5-HMF), elektrochemisch in hochwertige Produkte oder Kraftstoffe umzuwandeln, z. B. 2,5-Furandicarbonsäure (FDCA) über die Oxidation von 5-HMF oder 2,5-Dimethylfuran (DMF) über die Reduktion von 5-HMF. Dazu charakterisieren wir die Produktverteilung auf verschiedenen Elektroden und untersuchen die Reaktionen der Zwischenprodukte mit EC-RTMS. Für vielversprechende Materialien setzen wir Langzeitelektrolysen ein, um Reaktionsgeschwindigkeiten und Selektivitäten zu quantifizieren, sowie Messungen an rotierenden Scheibenelektroden, um ein grundlegenderes Verständnis der zugrunde liegenden Prozesse zu erlangen.

Die Arbeiten werden von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) im Rahmen der deutschen Exzellenzstrategie - Exzellenzcluster 2186 "The Fuel Science Center" - gefördert.