Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

In-situ-Direktsynthese von H2O2 zur Intensivierung von peroxidabhängigen Enzymreaktionen

Durch ihre hohe Selektivität gewinnen Enzyme in der chemischen Industrie zunehmend an Bedeutung. Ihr Einsatz ist jedoch häufig erschwert durch die benötigten Cofaktoren. Die Enzymklasse der Peroxygenasen stellt dabei einen Sonderfall dar, da ihr Cofaktor - Wasserstoffperoxid - zwar kostengünstig verfügbar ist, aber nicht stöchiometrisch eingesetzt werden kann. Denn diese Enzyme sind gegenüber dem Peroxid selbst instabil, so dass der Cofaktor nur in geringen Konzentrationen vorliegen darf. Neben sehr aufwändigen Dosierungsverfahren eignen sich daher insbesondere Methoden zur in-situ Erzeugung von H2O2.

Entsprechend soll in diesem Projekt die Direktsynthese von H2O2 aus den Elementen an Edelmetallkatalysatoren mit Peroxygenasen in einem Prozess gekoppelt werden. Die Kombination dieser beiden Reaktoren erfordert dabei eine genaue Anpassung aneinander und entsprechend ein grundlegendes Verständnis ihrer jeweiligen Kinetiken, die daher detailliert untersucht werden. Für die technische Anwendung sind insbesondere Mikroreaktoren geeignet, entsprechende Versuchsreaktoren werden im Projekt entwickelt.

Nach erfolgreichem Abschluss ermöglichst das Projekt, diese gekoppelten Reaktionen in maßgeschneiderten Reaktoren effizient einzusetzen und so Ressourcen und Energie bei den entsprechenden chemischen Reaktionen einzusparen. Davon profitieren vor allem KMU, da diese maßgeblich an der Wertschöpfungskette beteiligt sind, insbesondere bei der Enzymtechnik und Reaktorbau.