Forschung zu ligninbasierten Aerogelen

Hochporöse Dämmplatten mit geringer Wärmeleitfähigkeit

Neben Zellulose ist Lignin einer der Hauptbestandteile von Holz: Es ist ein farbloser, fester Stoff, der die Druck- und Bruchfestigkeit der Pflanzen bewirkt. Bisher ist es als Nebenprodukt bei der Papier- und Zellstoffherstellung verfügbar. Dass auch ein biobasierter Dämmstoff mit beachtlichen Isoliereigenschaften daraus hergestellt werden kann, zeigt ein Forschungsprojekt der Technischen Universität Hamburg-Harburg (TU HH). Ein Team um die Professorin Irina Smirnova vom Institut Thermische Verfahrenstechnik hat überwiegend aus Lignin bestehende Aerogele hergestellt und unter anderem zu Dämmstoffplatten verarbeitet. Das Institut gehört einer Initiative der TU HH an, die sich mit der Suche nach umweltschonenden industriellen Produkten und Prozess en befasst.

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Die Wissenschaftler nutzen das Lignin aus Buchenrestholz und Weizenstroh, das in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer-Institut für Chemisch-Biotechnologische Prozesse (CBP) durch zwei umweltfreundliche Aufschlussverfahren – dem Organosolv- und dem Aquasolv-Verfahren – gewonnen wurde. Mittels fünf unterschiedlicher Gelierungsstrategien wurden die Lignine dann in Aerogele umgewandelt. Einer der erfolgreichsten Ansätze führt zu hybriden Lignin-Polyurethan-Aerogelen mit einer einstellbaren Dichte zwischen 50 und 250 kg/m³. Der massebezogene Ligningehalt liegt bei 78 Prozent. Dämmplatten aus diesem Aerogeltyp erreichen eine Wärmeleitfähigkeit von 24 mW/mK und übertreffen damit die Isoliereigenschaften von beispielsweise Polystyrol deutlich.

Das Forschungsvorhaben „Stoffliche Nutzung von Lignin: Nanoporöse Materialen" wurde vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) über den Projektträger Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (FNR) gefördert. Der Abschlussbericht steht zum Download als PDF-Datei zur Verfügung (siehe Surftipps). Neben der TU HH und dem CBP waren an dem Projekt die Universität für Bodenkultur Wien, das Bayerische Zentrum für Angewandte Energieforschung sowie die Firmen Dräger Safety und Loick Biowertstoffe beteiligt.

Zwei Ausgründungen (siehe Surftipps) treiben die Markteinführung des Werkstoffs nach Projektende weiter voran, sie stellen interessierten Firmen Lignin und Aerogele im Pilotmaßstab zur Verfügung.

Quelle: Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (FNR), Gülzow-Prüzen

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