NKFIH_2019-2.1.13-TÉT_IN-2020-00043
Projekt szám: 2019-2.1.13-TÉT_IN-2020-00043
A projekt a Nemzeti Kutatási, Fejlesztési és Innovációs Hivatal (NKFIH) által, az NKFI Alapból nyújtott támogatásból, a 2019-2.1.13-TÉT_IN pályázati program finanszírozásában valósul meg.
Projektvezető
Természettudományi Kutatóközpont (TTK)
Anyag és Környezetkémiai Intézet (AKI)
1117 Budapest
Magyar tudósok körútja 2.
Magyar partner
3R-BioPhosphate Kft. (3R)
2472 Kajászó
Biofarm út 58/3.
Indiai partner
Tezpur Egyetem Energia Tanszék (TU)
784028 Tezpur, Assam állam, India
A projekt futamideje: 36 hónap
A projekt kezdete: 2021. február 1.
A projekt vége: 2024. január 31.
A magyar résztvevők alkotta konzorcium támogatása: 65 968 885 HUF
A TTK támogatása (100%): 36 355 735 HUF
A 3R támogatása (80%): 29 613 150 HUF
A projekt célja a tápláléknak és takarmánynak alkalmatlan növényi eredetű bioanyagok innovatív biokémiai/energetikai/vegyipari hasznosításának kutatása és fejlesztése.
A projekt összefoglalója
A legnagyobb tömegben keletkező bioanyag, a lignocellulóz ígéretes megújuló szén- és energiaforrás, mely alkalmas fosszilis források kiváltására. A lignin a lignocellulóz egyik fő komponense, ami a cellulóz- és papíripar, valamint a bioetanol gyártás melléktermékként már ma is jelentős mennyiségben hasznosításra vár. Jelenleg többnyire kémiai energiáját hasznosítják egyszerű elégetéssel. A lignin a lignocellulóz legnehezebben lebontható biopolimer komponense. Hasznos termékekké alakítása igazi kihívást jelent. A lignocellulózt feldolgozó technológiák gazdaságossága jelentősen javítható lenne a lignin innovatív, értéknövelő hasznosításával. A projekt alapvető célja a lignin/lignocellulóz teljes körű, körforgásos hasznosítását megvalósító biológiai-, energetikai- és katalitikus eljárások kutatása és fejlesztése, valamint a kifejlesztett termékek nemzetközi piacra vitele.
A konzorcium vezetője a Természettudományi Kutatóközpont. A projekt aktív résztvevője a TTK Anyag- és Környezetkémiai Intézet Megújuló Energia Kutatócsoportja, mely az emberi tevékenységből származó káros környezeti hatások csökkentésének lehetőségeivel és a megújuló energia- és szénforrások energiahordozóvá, illetve vegyi anyaggá alakításával foglalkozik. A projekt vezetője Rosenbergerné Mihályi Magdolna, PhD fokozatú tudományos főmunkatárs. A projekt megvalósításában Valyon József professzor emeritus, tudományos tanácsadó is részt vesz.
A 3R-BioPhosphate Kft. konzorciumi partner tapasztalt és elkötelezett vállalkozás a környezetbarát technológiák fejlesztése és piaci bevezetése, valamint a bioanyagok körforgásos gazdaságba integrálása terén. A vállalkozás a projektet a Fejér megyei Kajászó településen valósítja meg. Elsősorban a pirolízis- és a biotechnológiai eljárások területén felhalmozott tapasztalatait hasznosítja. A kifejlesztett új, a mezőgazdasági-, ipari- és energetikai szektorban hasznosítható termékeket a magyar konzorciumi partner (3R) nemzetközi piacra viszi. A kisvállalkozás tulajdonosa és igazgatója Edward Someus mérnök.
India bevonása a lignin-hasznosítási projektbe mind környezetvédelmi, mind üzleti szempontból igen fontos. A kontinens méretű ország trópusi éghajlatán burjánzó növényzet valós alternatív, megújuló nyersanyagforrás, mely kiválthat környezetkárosító fosszilis erőforrásokat. Globálisan érzékelhető környezeti változást eredményezhetne, ha a nagy területű, hatalmas népességű ország át tudna állni a karbonsemleges gazdálkodásra. Az indiai projektpartner vezető kutatója Professor Dhanapati Deka, a TU egyik dékánja, a Bioenergia Laboratórium vezetője. Szakterülete a bioüzemanyagok és a bioenergia rendszerek kutatása, megújuló katalizátorok fejlesztése, biomassza katalitikus átalakítása bioüzemanyaggá és vegyi anyagokká.
Az indiai (TU) és a magyar kutatóhely (TTK) egy korábbi TéT projektben (TÉT_15_IN-1-2016-0034) már bizonyította, hogy eredményesen tud együttműködni. Jelen projekt a korábbi kutatás-fejlesztési együttműködés folytatása, új tartalommal. A TU technikai ligninből katalitikus depolimerizálással kisebb molekulatömegű fragmentumokat és monomereket állít elő.
Az együttműködésben a TTK a lignin monomerek szelektív heterogén katalitikus átalakításával foglalkozik motorhajtó-anyaggá és/vagy aromás vegyületekké. Vizsgálja a katalizátor jellemzők, a reakció paraméterek és a termék hozamok közötti összefüggést. Célja az összetett reakcióhálók felderítése, a reakciómechanizmus mélyebb megismerése és az átalakulások tudatos irányítása. A lignin kémiában kulcskérdés az analízis. Gáz- és folyadék kromatográfiai, méretkizárásos kromatográfiai és infravörös spektroszkópiai módszereket alkalmaz.
Az ipari partner (3R) a lignin biológiai lebontását valósítja meg gombák jelenlétében innovatív szilárd-fázisú fermentációs eljárással. Foglalkozik továbbá a lignin pirolízisével. A pirolízis olajból elektromos energiát (zöld energia) állít elő, a szilárd terméket, a bioszenet a mezőgazdaságban hasznosítja talajjavító komponensként. A vállalkozás a projektben kifejlesztett termék/technológia piacra vitelét a 2031-ig működtetett, európai NUTRIMAN platformon is támogatja (www.nutriman.net).
Partnerek eredményeiket rangos nemzetközi folyóiratokban publikálják, hazai és nemzetközi konferenciákon mutatják be.
A projekt hosszú távú stratégiai együttműködést alapoz meg az indiai partnerrel, ami jelentősen erősíti a magyar ipari partner versenyképességét és tudományos-technológiai potenciálját.
Projekt események, tájékoztatók
- Sajtóközlemény
Sajtóközlemény jelent meg a projektről az „Agrárvilág” országos agrokulturális magazin 2021 novemberi számában.
- Beruházás
A partnerek eredményesen valósították meg a tervezett beruházásaikat az első projektévben. A TTK Multifuge X1 típusú Thermo Scientific univerzális asztali laborcentrifugát és Nabertherm szárítószekrényt vásárolt katalizátorok készítéséhez. A 3R SILENSYS típusú hűtő és aggregát egységet vásárolt biológiai minták tárolásához.
- Előadások és poszterek
Az eredményeket szóbeli előadás és poszter formájában mutatták be az online formában megrendezett nemzetközi konferenciákon, a “Reaction Kinetics Mechanism and Catalysis” (RKMC21) (RKMC website (akcongress.com) konferencián 2021. május 20-22-én, és a FEZA21 Virtual rendezvényen (NANOPOROUS MATERIALS, From Fundamental Science to Advanced Application) 2021. július 5-9 között.
Szóbeli előadásban mutatták be eredményeiket egy rangos nemzetközi konferencián, a 30th European Biomass Conference & Exhibition” (EUBCE 2022) virtuális rendezvényen 2022. május 12-én.
Szóbeli előadást tartottak a Magyar Kémikusok Egyesülete Vegyészkonferencián Egerben, 2022. június 17-19 között.
Az MTA Analitikai és Környezetkémiai Bizottságának 10. Környezetkémiai Szimpóziumán szóbeli előadásban ismertették a projekt előrehaladását. A rendezvényt 2022 szeptember 29-30 között tartották Siófokon.
Részt vettek továbbá a Nagyváradon, 2022 október 27 és 29 között megrendezett „28th International Conference on Chemistry” konferencián.
A Magyar Tudomány Ünnepe programsorozat keretében a TTK-ban „Megújuló nyersanyag- és energiaforrások újszerű felhasználására irányuló kutatások és fejlesztések az Anyag- és Környezetkémiai Intézetben” című előadóülésen ismertették a projekt kutatási eredményeit 2022. november 17-én.
A Katalízis Munkabizottság decemberi ülésén szóbeli előadást tartottak a projektről.
- Publikáció
Vizsgálták a lignocellulózból előállított bioetanol butadiénné alakítását MgO-SiO2 vegyesoxid katalizátorokon. Az eredményeket nemzetközi folyóiratban publikálták.