Projekt Ecat-Acetogens - CO₂ für die Herstellung von Chemikalien nutzen

21.07.2021

• Gegenstand
• Ziel
• Methodik
• Partner + Förderer

Die Reduzierung der Emissionen des Treibhausgases CO₂ ist eine wichtige Aufgabe, um die Auswirkungen des Klimawandels zu verringern. Es können sowohl elektrochemische als auch biologische CO₂-fixierende Prozesse genutzt werden, um Emissionen effektiv in nutzbare Chemikalien umzuwandeln. Beide Prozesse wurden in der Industrie bereits erfolgreich gekoppelt. Lassen sich diese Prozesse auch in einem einzigen System wirtschaftlich integrieren?

Ziel des Projekts ist die Entwicklung kostengünstiger und biokompatibler Elektrokatalysatoren auf Basis von Kohlenstoff. Dadurch wird es möglich, die elektrochemische Verwertung von CO₂ und die bakterielle Fermentation von CO₂ in einem kompakten bioelektrochemischen System zu vereinen. Die einfachere Wartung im Vergleich zu gekoppelten Systemen wäre für eine dezentrale Nutzung der Technologie von Vorteil. Weiterhin kann die neue Technologie die Verwendung wertvoller Metalle wie Silber oder Gold umgehen.

Die Natur macht uns mit der Photosynthese vor, wie CO₂ mithilfe von Licht in Zucker umgewandelt und damit nutzbar gemacht werden kann. Wir lassen uns von der Art, wie Biomoleküle das CO₂ an sich binden, inspirieren und übertragen das Konzept mit einer eigens entwickelten chemischen Methode auf leitfähige Materialien, die der Aktivkohle ähneln. Die günstigen Elektrokatalysatoren erlauben es - wie Silber oder Gold - elektrischen Strom für die Umwandlung von CO₂ zu nutzen. Dies können sie auch in Gegenwart von Bakterien.

Projektleitung
Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)

Partner
Technische Universität München, Lehrstuhl für Bioverfahrenstechnik
BAM, Fachbereich Gefahrgutverpackungen
Förderung
Das Projekt ist Teil eines DFG-Schwerpunktprogramms (SPP2240)

Ecat-Acetogens - CO₂ für die Herstellung von Chemikalien in einem kombinierten bioelektrochemischen System nutzen

Im Projekt werden kostengünstige und biokompatible Elektrokatalysatoren auf Basis von Kohlenstoff entwickelt. Diese sollen in einem kombinierten bioelektrochemischen System für die Herstellung von Chemikalien aus CO₂ genutzt werden.

Zwei-Wege-Verwertung von CO₂-Emissionen

Elektrochemisch werden aus CO₂ Molekülen Metabolite hergestellt, die acetogene Bakterien nutzen, um weitere CO₂ Moleküle in nutzbare Chemikalien umzuwandeln. Dafür sollen im Projekt kostengünstige und biokompatible Elektrokatalysatoren auf Kohlenstoffbasis entwickelt werden. Die Integration von Elektrolyse und Bioreaktor in einem bioelektrochemischen Reaktor kann auf diese Weise wirtschaftlich werden.

Projektleitung

Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Fachbereich Gefahrgutverpackungen

Projektpartner

TUM - Technische Universität München, Lehrstuhl für Bioverfahrenstechnik

Förderung

Das Verbundforschungsprojekt Ecat-Acetogens wird im Rahmen des DFG-Schwerpunktprogramms (SPP 2240) „Bioelektrochemische und ingenieurwissenschaftliche Grundlagen zur Etablierung von Elektro-Biotechnologie für die Biosynthese – eBiotech“ gefördert.