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Life cycle assessment of novel aerogels based on lignocellulosic residues from agriculture and forestry

Schreiber, Andrea und Goncalves, Bruno und Grande, Philipp Michael und Ganesan, Kathirvel und Klose, Holger und Milow, Barbara und Pakpour, Sepideh und Rege, Ameya Govind und Zapp, Petra (2026) Life cycle assessment of novel aerogels based on lignocellulosic residues from agriculture and forestry. The Journal of Supercritical Fluids, 237, Seite 107038. Elsevier. doi: 10.1016/j.supflu.2026.107038. ISSN 0896-8446.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
7MB

Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0896844626001543?via%3Dihub

Kurzfassung

The environmental impacts of aerogel synthesis from lignocellulosic residues are analyzed using the Life Cycle Assessment (LCA) approach. All steps in the process chain, cradle-to-gate, are considered: from agricultural processes to cellulose extraction, the preparation of wet-gel beads and alcogels, and aerogels obtained by drying with supercritical carbon dioxide. Two methods of cellulose extraction are discussed. Life cycle inventory was built using primary data from the laboratory and with support of the Sphera LCA for Experts software. Environmental impacts are quantified using the functional unit of 1 kg of lignocellulosic-based aerogel. The focus is to assess the contribution of each process to the overall environmental performance and to identify hotspots during production. A comparison of the individual unit operations of the process chain shows that the alcogel preparation, followed by cellulose extraction, contributes most to the overall impact. This is predominantly caused by the supply of ethanol, acetic acid and 2-methyltetrahydrofuran. As aerogel preparation was carried out on a laboratory scale, these results can be regarded as a conservative estimate and thus serve as a basis for process optimization during scale-up. With the assumed improvements during scale-up and in a scenario for 2050, significant reductions in environmental impacts can be achieved, e.g., by 87 – 92% in terms of the greenhouse gas balance, by 75 – 87% in terms of acidification and by 92 – 94% in terms of resource availability. However, a comparative LCA with chosen benchmarks shows that lignocellulosic-based aerogels are not yet fully competitive.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/224788/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Life cycle assessment of novel aerogels based on lignocellulosic residues from agriculture and forestry
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Schreiber, Andreaa.schreiber (at) fz-juelich.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Goncalves, BrunoBruno.SerradorGoncalves (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Grande, Philipp Michaelp.grande (at) fz-juelich.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ganesan, KathirvelK.Ganesan (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4876-5366219440092
Klose, Holgerh.klose (at) fz-juelich.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Milow, BarbaraBarbara.Milow (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6350-7728NICHT SPEZIFIZIERT
Pakpour, Sepidehsepideh.pakpour (at) ubc.caNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rege, Ameya GovindAmeya.Rege (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-9564-5482NICHT SPEZIFIZIERT
Zapp, Petrap.zapp (at) fz-juelich.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:20 Mai 2026
Erschienen in:The Journal of Supercritical Fluids
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:237
DOI:10.1016/j.supflu.2026.107038
Seitenbereich:Seite 107038
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Badens, ElisabethEditor in ChiefNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Elsevier
ISSN:0896-8446
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Life Cycle Assessment; Waste valorization; Aerogel; Supercritical drying; Lignocellulose
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Verkehr
HGF - Programmthema:Straßenverkehr
DLR - Schwerpunkt:Verkehr
DLR - Forschungsgebiet:V ST Straßenverkehr
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):V - FFAE - Fahrzeugkonzepte, Fahrzeugstruktur, Antriebsstrang und Energiemanagement
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Frontier Materials auf der Erde und im Weltraum > Aerogele und hochporöse Werkstoffe
Hinterlegt von: Ganesan, Dr. Kathirvel
Hinterlegt am:02 Jul 2026 12:17
Letzte Änderung:02 Jul 2026 12:17

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