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Mikro-Einsatz mit Mega-Leistung

31.01.2003 - (idw) Institut für Mikrotechnik Mainz GmbH

Elektrochemischer Mikroreaktor aus dem Hause IMM gewinnt rheinland-pfälzischen Erfinderpreis


Innere Struktur des elektrochemischen Mikroreaktors (beispielhafter Aufbau): Zwischen den Elektrodenplatten wird eine ca. 100 µm dünne, mikrostrukturierte Polyetherfolie geschichtet. Sie begrenzt 75 Mikrokanäle von 800 µm Breite und 190 mm Länge
Die diesjährigen Preisträger aus dem Hause IMM mit dem prämierten elektrochemischen Mikroreaktor (v.l. nach r.): Dr. Athanassios Ziogas, Dr. Michael Küpper, Dr. Holger Löwe Die chemische und die pharmazeutische Industrie suchen verstärkt nach Wegen zu nachhaltigen Produktionsweisen. Die Synthetisierung chemischer Substanzen soll umweltschonend, kostengünstig und effizient erfolgen, die hierfür erforderlichen Mittel flexibel einsetzbar sein. Diese Anforderungen machten sich Holger Löwe, Michael Küpper und Athanassios Ziogas von der Institut für Mikrotechnik Mainz GmbH (IMM) zur Prämisse und bieten mit dem "Elektrochemischen Mikroreaktor" eine Lösung an, die nun mit dem Erfinderpreis 2003 prämiert wurde.

Im Grundaufbau besteht dieses "Mini-Labor" aus planparallel gestapelten Elektrodenplatten, zwischen die mikrostrukturierte Kanalfolien eingefügt sind. Eine zumeist organisch-chemische Substratlösung wird in den Mikrokanälen über die Elektrodenplatten geleitet, so dass sich über die gesamte Kanaloberfläche per Elektrolyse die Synthese des Substrats zum gewünschten Endprodukt vollzieht. Der geringe Elektrodenabstand von weniger als 25 - 100 µm bewirkt einen nur geringen Spannungsabfall in der Substratlösung. Somit ist es weder notwendig, der Substratlösung chemische Reaktionspartner und teure Leitsalze zuzuführen, noch müssen diese nach erfolgter Reaktion wieder energieintensiv abgetrennt und z.T. als Müll entsorgt werden. Die physikalischen Eigenschaften der Mikrokanäle verhindern die Rückvermischung des Substrats und reduzieren somit unerwünschte Nebenreaktionen auf ein Minimum. Die integrierte Kühlung fördert eine maximierte Umsatzrate bei weiterhin hoher Selektivität der Reaktion.

Diese Eigenschaften und insbesondere die variabel gestaltbare Abfolge der unterschiedlichen Funktionselemente sowie deren Form- und Materialvielfalt ermöglichen eine präzise Einstellung des Mikroreaktors auf unterschiedliche Reaktionssysteme. Er ist sehr gut für die On-Site- und On-Demand-Produktion geeignet und lässt sich aufgrund seiner geringen Größe in kleinere Produktionsanlagen integrieren.

Der von der Investitions- und Strukturbank Rheinland-Pfalz (ISB) gestiftete Erfinderpreis wurde den Preisträgern heute am 31. Januar in den Räumlichkeiten der ISB von Wirtschaftsminister Hans-Artur Bauckhage überreicht.
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