Designmethoden zur Nutzung für quantenmechanisch basierte Stoffdatenmodelle

 

Um Biomasse als vollwertige Erdölalternative zu nutzen, ist das Auflösen der erste erforderliche Prozessschritt. Das Auflösen von Biomasse stellt hohe Anforderungen an ein Lösungsmittel. Der relativ neue Stoffgruppenzweig der sogenannten Ionischen Flüssigkeiten (eng. Ionic liquids, IL) hat sich als vielversprechendes Lösungsmittel herausgestellt. IL haben jedoch einige Nachteile, nicht zuletzt mindern die hohen Herstellungskosten die Wirtschaftlichkeit.

Am Beispiel der Cellulose, einen der Hauptbestandteile von Biomasse, suchen wir, unter Zuhilfenahme theoretischer Modelle, nach Optimierungsmöglichkeiten der IL.

Basierend auf quantenmechanischen Berechnungen entwickeln wir molekulare Strukturen, die die gewünschten Eigenschaften erfüllen. Die von uns errechneten Systeme werden klassifiziert und die erfolgversprechendsten zur Synthese und Überprüfung unserer Ergebnisse an Kooperationspartner übermittelt. Anhand der verifizierten Ergebnisse erfolgt eine kontinuierliche Optimierung unserer quantenmechanischen Modelle.

Literatur:
Jens Kahlen, Kai Masuch und Kai Leonhard
Modelling cellulose solubilities in ionic liquids using COSMO-RS
Green Chemistry, 12:2172-2181, 2010.