Vom Lignin-Abbau bis zum Magnetsensor-Technologiebaukasten

Im Rahmen der größten Industriemesse der Welt stellt die Johannes Gutenberg-Universität Mainz vom 4. bis 8. April in Hannover auf dem Gemeinschaftsstand „Forschung und Technologie aus Rheinland-Pfalz“ (Halle 2, Stand C 48) vier interessante und hochinnovative Projekte vor, die den Besuchern einen Eindruck von der wissenschaftlichen und technologischen Leistungsfähigkeit der Universität verschaffen sollen.

ELEKTRA – Elektrochemischer Abbau von Lignin zu Vanillin
Lignin ist ein Abfallstoff aus der Holzverarbeitung. Die Gewinnung von Vanillin aus Lignin ermöglicht einen eleganten Zugang zu einem der wichtigsten Aromastoffe und zu einem wertvollen chemischen Zwischenprodukt. Da in elektrochemischen Umsetzungen Strom als Reagenz dient, werden keine Reagenzabfälle erzeugt. Somit handelt es sich um ein besonders nachhaltiges und umweltfreundliches Verfahren. Zwei Besonderheiten zeichnen Lignin gegenüber anderen nachwachsenden Rohstoffen aus: Zum einen stellt es mit einer Menge von über 1 Mio. Tonnen pro Jahr die einzige signifikante Aromatenquelle der Natur dar. Zum anderen konkurriert die Nutzung dieses nachwachsenden Naturstoffes nicht mit der Verwendung als Nahrungsmittel.

Das Projekt wird vom Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (BMELV) gefördert und u.a. zusammen mit der BASF SE in Ludwigshafen durchgeführt. Das Land Rheinland-Pfalz verfügt über den größten zusammenhängenden Waldbestand Deutschlands und eine traditionelle Holzindustrie.

Sprengstoffanalytik mittels Quarzmikrowaagen
Künstliche Nasen können rund um die Uhr nach Sprengstoffen schnüffeln, wohingegen die Hundenase spätestens nach einer halben Stunde eine längere Ruhepause benötigt. Mit einer geeigneten chemischen Beschichtung lassen sich extrem hochfrequente Quarzmikrowaagen für diese Aufgaben nutzen. Mit diesen Bauteilen können in hoher Effizienz z.B. Peroxidsprengstoffe aus der Umgebungsluft erschnüffelt werden. Mit einer Kombination aus mehreren Quarzmikrowaagen werden eine Reihe von Sprengstoffspuren und andere Düfte nachgewiesen sowie identifiziert. Der entwickelte Sensor ist miniaturisiert und preiswert in der Herstellung, was eine Massenproduktion ermöglicht. Da sich mit dieser Technologieplattform eine Vielzahl von luftgetragenen Spuren nachweisen lassen, ist ein breiter technischer Einsatz denkbar.

Das Projekt wird u.a. zusammen mit dem Max-Planck-Institut für Polymerforschung in Mainz und der Universität Bonn durchgeführt.

Demonstrator einer CIGS-Solarzelle und Demonstration der Funktionsweise eines thermoelektrischen Moduls

Im Arbeitskreis von Prof. Claudia Felser werden Materialien für alternative Energiequellen entwickelt. Zum einen werden mit nummerischen Methoden Materialien für Dünnschichtsolarzellen designt und untersucht. Für sogenannte CIGS-Solarzellen haben die Wissenschaftler neue Pufferschicht-Materialien entwickelt und die strukturellen Eigenschaften im Absorber zur Erhöhung der Effizienz untersucht. Zum anderen werden preiswerte thermoelektrische Materialien und Module zur CO2-Einsparung in Fahrzeugen entwickelt. Heusler-Verbindungen haben durch ihre hervorragenden Eigenschaften ein hohes Potenzial, um in zukünftigen thermoelektrischen Modulen mit den verschiedensten Verwendungszwecken eingesetzt zu werden.

Magnetsensor-Technologiebaukasten
Auf dem Gebiet der magnetischen Mikro- und Nanotechnologien wurden in der Vergangenheit wichtige Arbeiten zur Umsetzung der universitären Grundlagenarbeiten in industrielle Produkte (AMR- und GMR-Sensoren) durchgeführt. Im Rahmen des Verbundprojekts „Multimag“ wird ein XMR-Baukastensystem entwickelt, das eine schnelle Umsetzung der neuen Forschungsergebnisse (insbesondere der TMR-Technologie) in industrielle Produkte ermöglicht. Der auf der Messe ausgestellte Demonstrator zeigt die verschiedenen Arten von GMR-Sensoren, die bisher für die Längen- und Abstandsmessung eingesetzt werden.
Weitere Informationen:
Dr. Wolfgang Stille
Stabsstelle Forschung und Technologietransfer
Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Tel. +49 6131 39-26866
E-Mail: stille@uni-mainz.de
http://www.uni-mainz.de/forschung/163_DEU_HTML.php
Prof. Dr. Siegfried Waldvogel (Elektrochemischer Abbau von Lignin zu Vanillin und Sprengstoffanalytik mittels Quarzmikrowaagen)
Institut für Organische Chemie
Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Tel. +49 6131 39-26069
E-Mail: waldvogel@uni-mainz.de
http://www.chemie.uni-mainz.de/OC/AK-Waldvogel
Dr. Thomas Gruhn, Dr. Benjamin Balke (CIGS-Solarzelle und thermoelektrisches Modul)
Institut für Anorganische und Analytische Chemie
Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Tel. +49 6131 39-22703 bzw. 39-26902
E-Mail: gruhn@uni-mainz.de bzw. balke@uni-mainz.de
http://www.superconductivity.de
Dr. Frederick Casper (Magnetsensor-Technologiebaukasten)
Institut für Anorganische und Analytische Chemie
Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Tel. +49 6131 39-24403
E-Mail: fcasper@uni-mainz.de
http://www.superconductivity.de