Utveckling av röntgentekniker och nya Ga-zeotyper för produktion av gröna aromater

Forskningsprojekt, 2024 – 2027

Under många år efter det att vi lärt oss hantera elden var biomassa den huvudsakliga källan till energi. Under de senaste decennierna har biomassa använts för olika former av biobränslen men blickar man framåt förväntas dess användning inriktas mot produktion av kemikalier snarare än bränslen. Ett skäl är att energibehov kan täckas med andra energislag medan kemikalier, mediciner och material många gånger är kolbaserade och därmed behöver just kolet. Det föreslagna projektet syftar till att utveckla katalysatorer för omvandling av (bio)furaner, molekyler som kan utvinnas ur exempelvis hemicellulosa, till grön bensen, toluen och xylen (BTX). BTX är så kallade baskemikalier som används i många etablerade kemiska tillverkningsprocesser. Grön BTX möjliggör att fasa ut dagens fossila BTX och därmed göra kemisk tillverkning mer hållbar.En typ av material som kan katalysera omvandling av furaner till BTX är galliumzeotyper. De är välordnade mikroposröa material bestående av kisel, syre och gallium. Många av de kemiska egenskaperna hos dessa till synes enkla material är idag okända: Hur uppträder galliumatomer rent kemiskt när de är inkorporerade i en zeotypstruktur? Hur syntetiserar man galliumzeotyper på ett kontrollerat sätt? Hur katalyserar galliumzeotyper olika kemiska reaktioner? Detta projekt syftar till att bygga en experimentell infrastruktur varmed man kan använda röntgenspektroskopi för att studera galliumzeotyper dels när de tillverkas (den kemiska syntesen) och dels när de används för att katalysera omvandlingen av furan till BTX. Därmed kan man korrelera syntes, struktur och funktion till varandra och förstå mekanismerna som styr tillverkningen av användbara (aktiva och selektiva) galliumzeotyper samt mekanismerna varmed furan omvandlas till BTX.Projektet kommer genomföras av ett svenskt-tyskt forskarteam bestående av experimentella kemister, teoretiska fysiker och experter på experiment med synkrotronljus (här avancerad röntgenstrålning).