Die Umwandlung von biogenen Rohstoffen (Cellulose, Lignin etc.) in hochwertige chemische Produkte, kann durch katalytische Reaktionen ermöglicht werden. Aufgrund der komplexen, chemischen Zusammensetzung der biogenen Rohstoffe, sind meistens mehrere, sequenzielle katalytische Reaktionen notwendig, um die gewünschten hochwertigen Produkte zu erhalten. Die Kombination von sequenziellen katalytischen Reaktionen, kann man auch als Kaskadenreaktionen bezeichnen, welche häufig in Bioraffinerien verwendet werden. Dabei können unterschiedliche Formen von Katalyse, wie Biokatalyse, Elektrokatalyse und klassische heterogene Katalyse (thermische Prozesse) verwendet und in unterschiedlichster Weise kombiniert werden. Dabei ergibt sich eine Vielzahl an potenziellen Kombinationen von Einzelreaktionen, welche in einem Bioraffinerie-Prozess zusammengefasst werden könnten. Je nach Rohstoff, Zielprodukt oder industrieller Wertschöpfungskette können unterschiedliche Reaktionskaskaden vorteilhaft sein. Zur Zeit muss jeder Bioraffinerie-Prozess einzeln entwickelt werden und die Kombination unterschiedlicher Katalyse-Typen, ist aufwendig und teuer. Das Ziel des Projektes ist die Entwicklung einer Reaktorplattform die flexibel Biokatalyse, Elektrokatalyse und thermische Katalyse kombinieren kann (in unterschiedlichen Sequenzen). Dies wird die Entwicklung von neuen Bioraffinerie-Prozessen deutlich vereinfachen, da die Reaktorplattform, schnell und unkompliziert unterschiedliche Reaktionskombinationen testen kann und nicht für jeden neuen Prozess ein neuer Testreaktor gebaut werden muss. Außerdem können komplette Bioraffinerieprozesse abgebildet werden (vom biogenen Rohstoff über mehrere Stufen bis hin zum hochwertigen chemischen Endprodukt). Derzeit werden in der Prozessentwicklung oft Reaktionen mit vereinfachten Substraten oder Zwischenprodukten getestet, da die Untersuchung der gesamten Reaktionskaskade zu aufwendig ist. Diese Vereinfachungen, führen aber oft zu Schwierigkeiten in der Skalierung der Prozesse. Durch die geplante Reaktorplattform können mehr Kombinationen von Reaktionen getestet werden bzw. neue und höherwertige Zielprodukte können erhalten werden. Die Funktionsfähigkeit der Reaktorplattform soll anhand von zwei Prozessen demonstriert werden. Erstens, die Umwandlung von Cellulose in Olefine mittels eines gekoppelten Bio-elektrokatalytischen Prozesses. Zweitens, die Umwandlung von Lignin in molekulare aromatische Produkte mittels einer Kombination aus Thermo- und Elektrokatalyse.
