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PhD Projekte

Green Chemistry / PhD Programme / GreenChem TechHub / PhD Projekte

Die Dissertationsprojekte des GreenChem TechHub werden gemeinsam von der TU Wien, der BOKU University und der Universität Wien durchgeführt, jeweils in enger Zusammenarbeit mit mindestens einem Industriepartner. Sie widmen sich aktuellen Fragestellungen der Grünen Chemie – von der Nutzung von CO2, Methanol und industriellen Nebenströmen als Rohstoffe über biobasierte Materialien bis hin zum Kunststoffrecycling und nachhaltigeren Synthesewegen für Arzneimittel. Die eingesetzten Methoden reichen von der Biotechnologie über die organische Synthesechemie bis zur Verfahrenstechnik.

Jedes Projekt wird sowohl an der Universität als auch beim Partnerunternehmen bearbeitet. Mehr über die Personen hinter den Projekten finden Sie auf der Seite PhD Studenten.

  • Engineering der Methanolverwertung in Komagataella phaffii für nachhaltigere Bioprozesse

    Doktorand:in: Camilla Scipione
    Institution: BOKU University
    Industriepartner: New Path Bio
    Betreuung: Diethard Mattanovich, Özge Ata

    Methanol lässt sich aus CO2 herstellen oder aus industriellen Nebenströmen gewinnen und ist damit ein attraktiver C1-Rohstoff, der nicht mit der Lebensmittelproduktion konkurriert. Das Projekt baut den Methanolstoffwechsel der Hefe Komagataella phaffii so um, dass mehr Kohlenstoff in Biomasse und Produkte gelangt – bei geringerem Sauerstoffverbrauch und weniger Wärmeentwicklung.

    Schwerpunkte

    • Ersatz der nativen Alkoholoxidase durch eine Alkoholdehydrogenase im ersten Umsetzungsschritt
    • Verringerung von Kohlenstoffverlusten als CO2 durch gezielte Stoffwechseleingriffe
    • Charakterisierung und Optimierung der Fermentation hinsichtlich Sauerstoffbedarf und Wärmeentwicklung
    • Grundlagen für skalierbare, wirtschaftliche Prozesse

  • Von industriellen Nebenströmen zu hochreinen Biochemikalien: eine Lentilactobacillus diolivorans-Plattform für 1,3-Propandiol

    Doktorand:in: Sandra Babu
    Institution: BOKU University, in Kooperation mit der TU Wien
    Industriepartner: Vogelbusch
    Betreuung: Diethard Mattanovich (BOKU University), Hans Marx (TU Wien)

    1,3-Propandiol ist ein Baustein für biobasierte Polymere wie PTT, eine erneuerbare Alternative zu PET. Das Projekt verwandelt Reststoffe aus der Biodiesel- und Bioethanolproduktion mithilfe des Milchsäurebakteriums Lentilactobacillus diolivorans in hochreines 1,3-Propandiol.

    Schwerpunkte

    • Einsatz von Rohglycerin und Nebenströmen der Bioethanolproduktion statt teurer Medienbestandteile
    • Intensivierung der Fermentation und Verringerung von Nebenprodukten
    • Membranbasierte Aufarbeitung zu hochreinem 1,3-Propandiol
    • Rückgewinnung und Wiederverwendung von Wasser, Salzen, Säuren und Basen

  • Membrantechnologie zur CO₂-Abtrennung

    Doktorand:in: Alexander Trischack
    Institution: TU Wien
    Industriepartner: voestalpine
    Betreuung: Michael Harasek

    Die Stahlerzeugung über die Hochofenroute zählt zu den größten industriellen CO2-Quellen. Das Projekt entwickelt membranbasierte Gastrennverfahren, um CO2 energieeffizient aus den Abgasen der Stahlindustrie abzuscheiden, damit es gespeichert oder als Rohstoff für die chemische Industrie genutzt werden kann.

    Schwerpunkte

    • Übertragung aktueller Membranmaterialien auf reale Abgasbedingungen
    • Entwicklung von Hohlfasermembran-Systemen
    • Prozesssimulation auf Basis experimenteller Daten

  • Elektro-photokatalytisches Recycling von Polyurethanen

    Doktorand:in: Miriam Ciallella
    Institution: Universität Wien
    Industriepartner: BASF
    Betreuung: Davide Bonifazi

    Polyurethane sind sehr stabile, vernetzte Werkstoffe und lassen sich mit herkömmlichen Verfahren kaum recyceln. Das Projekt kombiniert licht- und stromgetriebene Chemie, um Polyurethane gezielt abzubauen und Monomere in Neuwarequalität zurückzugewinnen.

    Schwerpunkte

    • Kombination photochemischer und elektrochemischer Aktivierung von C–O- und C–N-Bindungen
    • Kontrollierte Depolymerisation vernetzter Polyurethan-Netzwerke
    • Effiziente Rückgewinnung von Monomeren bei geringem Energieeinsatz
    • Erprobung an Modellsystemen und realen Polyurethan-Abfällen

  • Biobasierte Hochleistungsklebstoffe aus modifizierter Stärke

    Doktorand:in: Raluca Dobre
    Institution: TU Wien
    Industriepartner: AGRANA
    Betreuung: Marko Mihovilovic, Christian Stanetty

    Stärke ist ein nachwachsender, umweltverträglicher Rohstoff, doch stärkebasierte Klebstoffe sind wasserempfindlich und haften schlecht auf unpolaren Oberflächen. Das Projekt nutzt licht- oder wärmeaktivierbare Diazirine, um Stärke kovalent an solche Oberflächen zu binden, und eröffnet damit neue Anwendungen für biobasierte Klebstoffe.

    Schwerpunkte

    • Kovalente Verankerung von Stärke auf nicht aktivierten Oberflächen mittels Diazirinen
    • Evaluierung von Ein- und Zweikomponentensystemen
    • Grünere Synthese von Diazirinen aus natürlichen Aminosäuren
    • Auf dem Weg zu biologisch abbaubaren, wasserbeständigen Klebstoffen

  • Photospaltbare Bioisostere

    Doktorand:in: Bjarne Schulz
    Institution: Universität Wien
    Industriepartner: Boehringer Ingelheim
    Betreuung: Nuno Maulide

    Arzneimittelrückstände, die unverändert ausgeschieden werden, können sich in Gewässern anreichern und Ökosysteme sowie die menschliche Gesundheit gefährden. Das Projekt entwickelt photospaltbare Strukturbausteine, die sich in Wirkstoffe einbauen lassen, ohne deren therapeutische Wirkung zu beeinträchtigen, und die unter sichtbarem Licht in inaktive Fragmente zerfallen.

    Schwerpunkte

    • Design photospaltbarer Bioisostere für den Einsatz in Wirkstoffmolekülen
    • Erhalt der therapeutischen Wirksamkeit
    • Lichtausgelöster Abbau zu biologisch inaktiven Fragmenten

  • Auf dem Weg zur lösungsmittelfreien Synthese eines neuartigen Krebstherapeutikums

    Doktorand:in: Nika Podlesnik
    Institution: TU Wien
    Industriepartner: RDP
    Betreuung: Michael Schnürch

    Lösungsmittel sind die größte Abfallquelle in der pharmazeutischen Produktion. Das Projekt setzt auf Mechanochemie – Reaktionen, die durch mechanische Energie statt durch Lösungsmittel angetrieben werden –, um die mehrstufige Synthese eines neuartigen Wirkstoffkandidaten gegen Krebs zu verkürzen und nachhaltiger zu gestalten.

    Schwerpunkte

    • Lösungsmittelfreie Reaktionsschritte durch Mechanochemie, etwa in Kugelmühlen
    • Zusammenfassen von Syntheseschritten zur Verkürzung des Synthesewegs
    • Steuerung der Selektivität unter lösungsmittelfreien Bedingungen
    • Verzicht auf problematische Reagenzien und Lösungsmittel

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