Verfahrenstechnik 03. Apr 2024 Von Stefan Asche Lesezeit: ca. 2 Minuten

Bakterien wandeln CO2 in nützliche Chemikalien um

Erstmals erfolgen Elektrolyse und Fermentation parallel. Möglich machen das Katalysatoren auf Kohlenstoffbasis.

Einem Team um Tim Fellinger (Foto) ist es gelungen, Elektrolyse und Fermentation in einem System miteinander zu kombinieren, um aus CO2 nutzbare Ausgangssubstanzen herzustellen.
Foto: Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung/BAM

Forschende der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) haben eine neue Technologie entwickelt, um mithilfe von Bakterien und Solarstrom nützliche Chemikalien aus CO2 zu gewinnen. In Zukunft könnten damit in der Industrie Treibhausgasemissionen genutzt, statt in die Atmosphäre freigesetzt werden. Das Kooperationsprojekt mit der Technischen Universität München wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert.

Die Reduzierung des Treibhausgases CO2 ist entscheidend, um die Folgen des Klimawandels zu begrenzen. In diesem Zusammenhang ist das Interesse an biokatalytischen Prozessen gewachsen, die CO2-Emissionen binden und in nützliche Chemikalien umwandeln können.

Erzeugt werden beispielsweise Ethanol und Essigsäure

Dass sich Kohlendioxid mithilfe von Bakterien elektrochemisch aufwerten lässt, ist dem Prinzip nach bekannt. Dafür werden die Verfahren der Elektrolyse und der Fermentation kombiniert: CO2 wird erst zu CO reduziert und dann von Bakterien zu Essigsäure oder auch zu Ethanol oder Butandiol verstoffwechselt – Säuren und Alkohole, die als Ausgangsstoffe für Spezialchemikalien dienen können.

Lesetipp: Biopolymere aus Bakterien schützen technische Textilien

Bislang jedoch erfolgen Elektrolyse und Fermentation in zwei getrennten Schritten. Denn die Katalysatoren der Elektrolysegeräte, die aus Gold, Silber oder Kupfer bestehen, sind empfindlich gegenüber der Flüssigkeit, die für die Fermentation benötigt wird. Auch vertragen sich wiederum die Metalle aufgrund ihrer antibakteriellen Wirkung nicht gut mit den nützlichen Mikroorganismen.

Die neuen Katalysatoren sind biokompatibel

Eine Studie der BAM zeigt nun, wie sich Elektrolyse und Fermentation in einem System miteinander kombinieren lassen. Dafür hat das Team neuartige Katalysatoren auf Kohlenstoffbasis entwickelt. Die Materialien sind biokompatibel, beeinträchtigen die Funktion der Bakterien also nicht und sind zudem deutlich kostengünstiger als bisherige Katalysatoren.

Die Machbarkeit des Konzepts wurde in standardisierten Bioreaktoren erfolgreich demonstriert. Ein optimierter Prozess ließe sich also schnell in die industrielle Anwendung bringen.

Lesetipp: Fleisch aus dem Bioreaktor statt vom Bauernhof?

„Unsere Forschungsergebnisse sind ein wichtiger Schritt in Richtung nachhaltige und dezentrale Produktion von CO2-basierten Chemikalien. Sie zeigen das Potenzial der Kombination von biologischen und elektrokatalytischen Prozessen“, erläutert Tim-Patrick Fellinger, Leiter des Fachbereichs für Elektrochemische Energiematerialien der BAM. „Die Technologie ließe sich dezentral und in Kombination mit Ökostrom aus Solaranlagen dort einsetzen, wo bei Produktionsprozessen stetig Kohlendioxid produziert und bisher mangels Alternativen als Klimagas in die Atmosphäre freigesetzt wird.“

Ein Beitrag von:

Stellenangebote

Bundesamt für Kartographie und Geodäsie

Vermessungsingenieur/in (m/w/d) Dipl.-Ing. FH/Bachelor

Frankfurt am Main
Bundesagentur für Arbeit

Technische/-r Berater/-in (w/m/d)

Münster, Rheine, Coesfeld
Landesregierung Brandenburg

Architekten/in (m/w/d) Hochbau oder Bauingenieur/in (m/w/d) Hochbau für den Landesbau

Frankfurt (Oder)
Stadtwerke Lübeck Gruppe

Projektleiter:in Digitalisierung der Netze

Lübeck
Frankfurt University of Applied Sciences

Professur (W2) Mathematik in den Ingenieurwissenschaften

Frankfurt am Main
THD - Technische Hochschule Deggendorf

Professor/Professorin (m/w/d) für das Lehrgebiet "Nachhaltige Baukonstruktion und Produktmanagement"

Pfarrkirchen
Brandenburgischer Landesbetrieb für Liegenschaften und Bauen

Technische/r Sachbearbeiter/in für Tiefbau (m/w/d) im Baubereich Bund

Potsdam
Brandenburgischer Landesbetrieb für Liegenschaften und Bauen

Ingenieur/innen für Tiefbau (m/w/d) im Baubereich Bundesbau

Bernau
Brandenburgischer Landesbetrieb für Liegenschaften und Bauen

Sachbearbeiter/in für Elektrotechnik (m/w/d) im Geschäftsbereich Baumanagement Bund

Frankfurt (Oder)
Brandenburgischer Landesbetrieb für Liegenschaften und Bauen

Sachbearbeiter/in für Elektrotechnik (m/w/d) im Baubereich Bundesbau

Potsdam
Zur Jobbörse

Das könnte Sie auch interessieren

Empfehlungen des Verlags

Meistgelesen aus der Kategorie Umwelt