BAM erforscht CO2-Reduktion – aus Klimagas nachhaltig Chemikalien gewinnen
Aus CO2 lassen sich mithilfe von Bakterien vielseitig einsetzbare Chemikalien produzieren. Aber bislang sind die Verfahren dazu noch wenig wirtschaftlich. Die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) testet einer Medienmitteilung vom 19.05.2021 zufolge in einem neuen Projekt Materialien, welche den Prozess kostengünstiger und schnell skalierbar machen sollen. Dabei werden die altbekannten Verfahren der Elektrolyse und Fermentation miteinander kombiniert: CO2 wird erst zu CO reduziert und dann von Bakterien verstoffwechselt. Die entstehenden Alkohole, Säuren und Fette lassen sich vielseitig nutzen.
CO2-Ausstoß, Rauch und Wasserdampf im Nordwesten Berlins – Foto © Gerhard Hofmann für Solarify
„Die sogenannte Elektrobiotechnologie ist ein aktueller Forschungstrend mit großem Potenzial“, erklärt Tim Fellinger von der BAM. „Im Kampf gegen den Klimawandel werden in Zukunft auch Technologien notwendig sein, mit denen sich dezentral die Emissionen von Kohlendioxid reduzieren lassen. Umso besser, wenn dabei nützliche Substanzen entstehen.“Dass das Verfahren einen Mehrwert schaffen kann, ist bereits bewiesen, jedoch müssen hierfür bislang die Elektrolyse und die Fermentation in zwei getrennten Schritten erfolgen, was Platz kostet und mehr Material verbraucht. Das liegt auch daran, dass bei der Umwandlung von Kohlendioxid bislang Silber oder Kupfer als Katalysator verwendet wird. Die kostenintensiven Metalle vertragen sich aber aufgrund ihrer antibakteriellen Wirkung nicht sonderlich gut mit den nützlichen Mikroorganismen.
In Zusammenarbeit mit der Technischen Universität München startet Tim Fellinger jetzt an der BAM eines von insgesamt 14 nationalen Kooperationsprojekten, die von der Deutschen Forschungsgemeinschaft in einem Schwerpunktprogramm gefördert werden. Der promovierte Chemiker und sein Team wollen in den nächsten drei Jahren deutlich günstigere, biokompatible Katalysatormaterialien auf Kohlenstoffbasis entwickeln. Ein weiterer entscheidender Vorteil: Es ließen sich so Elektroden mit signifikant größerer Oberfläche entwickeln, welche die Reaktion beschleunigen.
Dazu werden die Wissenschaftler in einem neuen BAM-Speziallabor für Energiematerialien, ausgestattet mit einem Elektrolyse-Teststand, zunächst die meistversprechenden Werkstoffe optimieren und dann in eine eigens entwickelte bioelektrochemische Zelle einbauen, welche Schritte der Elektrolyse und Fermentation miteinander kombiniert. „Wenn sich unsere Technik bewährt, wird man sie in Zukunft rasch skalieren können“, so Fellinger. „Sie ließe sich dann vielerorts dezentral einsetzen; überall dort, wo bei Produktionsprozessen stetig Kohlendioxid produziert und bisher mangels Alternativen als Klimagas in die Atmosphäre freigesetzt wird.“
->Quelle: bam.de/Energie/2021-05-19-co2-reduktion