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.

www.ttk.hun-ren.hu

Magyar partner

3R-BioPhosphate Kft. (3R)

2472 Kajászó

Biofarm út 58/3.

www.BioPhosphate.net

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

  1. 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.

A Katalízis Munkabizottság 2023. áprilisi ülésen szóbeli előadásban (Előadás1) ismertették a projekthez kapcsolódó kutatások eredményeit.

Poszterek (Poszter1 és Poszter2) formájában mutatták be eredményeiket a projekt témájához szorosan kapcsolódó „15th European Congress on Catalysis” nemzetközi rendezvényen 2023. augusztus 29-én, Prágában.

Szóbeli előadást (Előadás2) tartottak Marosvásárhelyen, a 2023. október 25 és 28 között megrendezett „29th International Conference on Chemistry” rendezvényen.

  • Publikáció

Vizsgálták a lignocellulózból előállított bioetanol butadiénné alakítását MgO-SiO2 vegyesoxid katalizátorokon. Az eredményeket nemzetközi folyóiratban publikálták.

2023-ban két publikáció jelent meg rangos nemzetközi folyóiratban a lignocellulóz átalakításával kinyert gamma-valerolakton értéknövelő katalitikus hidrodeoxigénezéséről. (Publikáció1 és Publikáció2)

A lignocellulóz eredetű bioetanol butanollá alakításában elért eredményekből is született egy publikáció ebben az évben. (Publikáció3)

Kutatócsere

Novodárszki Gyula és Barthos Róbert kutatók meglátogatták az indiai projekt partnert, Dhanapati Deka professzort és kutatócsoportját a tezpuri Egyetemen 2023. november 22 és 30 között. A kutatók szemináriumi előadást tartottak a projekthez kapcsolódó kutatásaikról. (Előadás3, Előadás4) Látogatásukról rövid beszámolót készítettek. (Beszámoló tezpuri látogatásról)

A projekt indiai vezető kutatója Prof. Dhanapati Deka és Ms. Aparna Rani Seal PhD hallgató 2024. január 28 és február 4 között látogatta meg a magyar partnert. A kutatók előadást tartottak a TTK-ban rendezett szemináriumon, amelyen a magyar vállalkozó projektpartner Edward Someus is jelen volt. (Beszámoló magyarországi látogatásról)