Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neues Power-to-Gas-Verfahren: Elektrolyse direkt in der Biogasanlage

19.09.2013
Mehr Methan erzeugen mit Elektrolyse-Wasserstoff und überschüssigem Kohlendioxid im Fermenter

Die MicrobEnergy GmbH entwickelt mit Unterstützung des Bundesministeriums für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (BMELV) ein direkt im Fermenter ablaufendes Power-to-Gas-Verfahren. Dabei wird der Kohlendioxidanteil des Biogases und im Fermenter erzeugter Elektrolysewasserstoff in zusätzliches Methan umgewandelt.

Das Verfahren hat nicht nur das Potenzial, die Produktion des wertvollen Energieträgers Methan zu erhöhen. Es trägt auch dazu bei, überschüssigen Strom aus fluktuierenden erneuerbaren Quellen wie Sonne und Wind speicherbar zu machen und damit den Verbrauch vom Ort und Zeitpunkt der Erzeugung zu entkoppeln.

Das Vorhaben startete zum 1. Juli 2013 und wird über die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR) betreut.

Mikroorganismen wandeln in der Biogasanlage Kohlenstoffverbindungen aus Biomasse in Methan um. Dafür benötigen sie Wasserstoff, der ihnen über die zuvor abgelaufenen Prozessschritte zur Verfügung steht. Das Problem: Der Wasserstoff „reicht“ nicht für eine vollständige Methanisierung der Biomasse, das Biogasgemisch besteht am Ende zu höchstens drei Viertel aus Methan, der Rest sind Kohlendioxid, Wasserdampf und diverse Spurengase.

Könnte man zusätzlichen Wasserstoff in die Biogasanlage einschleusen, ließe sich mehr Methan erzeugen. Hier setzen die Forscher der MicrobEnergy GmbH mit ihrem Vorhaben „BioCharge“ an. Sie wollen Wasserstoff über eine Elektrolyse direkt im Fermenter erzeugen. Erste Laborversuche konnten zeigen, dass die Mikroorganismen zusätzlichen Wasserstoff sofort zur Methanisierung des vorhandenen CO2 nutzen und der Biogasprozess dabei nicht zum Erliegen kommt. Die Methanausbeute ließ sich so auf bis zu 95 Prozent steigern.

Im Einzelnen widmen sich die Wissenschaftler des Unternehmens nun folgenden Aufgaben:

- Erarbeitung und Überprüfung von zwei in situ-Elektrolysekonzepten in einer Laborphase,
- Bau und Optimierung einer mit realem Biogassubstrat betriebenen Technikumsanlage und

- Dauertest der Technikumsanlage zur Ermittlung realer Leistungsdaten unter variablen Betriebs- und Lastbedingungen.

Messlatte ist der klassische externe und in der Regel kostenintensive Elektrolyseur. Ihm gegenüber haben beide „in-situ-Elektrolyse“-Konzepte zwar den Nachteil eines geringeren Wirkungsgrades und geringerer Stromdichten. Dem stehen jedoch potenzielle Vorteile gegenüber wie:

- die optimale Nutzung der technologisch unvermeidlichen Abwärme des Elektrolyseurs als Prozesswärme in der Biogasanlage,
- die bestmögliche Verteilung des frisch erzeugten Wasserstoffs im Fermenter,
- die einfache und sichere Konstruktion,
- der Wegfall teurer Komponenten, etwa des Kühlwasserkreislaufs, der Gaszwischenspeicherung und evtl. sogar der Reinstwasserversorgung,

- keine besonderen Anforderungen an die Anlagensicherheit, da kein reiner Wasserstoff an irgendeinem Teil der Anlage anfällt.

Ziel des Projektes ist es nachzuweisen, dass diese Vorteile die genannten Nachteile überkompensieren können. Letztendlich geht es aber um mehr: Um die Vision einer low invest Energiespeichertechnologie, die aus Biogasanlagen effektive Stromspeicher machen könnte. Der besondere Clou: Die zu entwickelnden Komponenten sollen sich auch zum Einbau in bestehende Biogasanlagen eignen. Damit könnte das neue Verfahren, wenn es seine technische Machbarkeit und Wirtschaftlichkeit unter Beweis stellt, in breiterem Umfang eingeführt werden und deutlich mehr Methan für den Ausgleich der unsteten Energieträger Sonne und Wind zur Verfügung stellen.

Nähere Informationen zum Projekt finden sich in der Projektdatenbank der FNR (fnr.de – Projekte & Förderung) unter dem Förderkennzeichen 22400612.

Dr. Torsten Gabriel | idw
Weitere Informationen:
http://www.fnr.de/projekte-foerderung/projekte/suche/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Gedruckte »in-situ« Perowskitsolarzellen – ressourcenschonend und lokal produzierbar
17.05.2018 | Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE

nachricht Ein elektronischer Rettungshund
17.05.2018 | Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: GRACE Follow-On erfolgreich gestartet: Das Satelliten-Tandem dokumentiert den globalen Wandel

Die Satellitenmission GRACE-FO ist gestartet. Am 22. Mai um 21.47 Uhr (MESZ) hoben die beiden Satelliten des GFZ und der NASA an Bord einer Falcon-9-Rakete von der Vandenberg Air Force Base (Kalifornien) ab und wurden in eine polare Umlaufbahn gebracht. Dort nehmen sie in den kommenden Monaten ihre endgültige Position ein. Die NASA meldete 30 Minuten später, dass der Kontakt zu den Satelliten in ihrem Zielorbit erfolgreich hergestellt wurde. GRACE Follow-On wird das Erdschwerefeld und dessen räumliche und zeitliche Variationen sehr genau vermessen. Sie ermöglicht damit präzise Aussagen zum globalen Wandel, insbesondere zu Änderungen im Wasserhaushalt, etwa dem Verlust von Eismassen.

Potsdam, 22. Mai 2018: Die deutsch-amerikanische Satellitenmission GRACE-FO (Gravity Recovery And Climate Experiment Follow On) ist erfolgreich gestartet. Am...

Im Focus: Faserlaser mit einstellbarer Wellenlänge

Faserlaser sind ein effizientes und robustes Werkzeug zum Schweißen und Schneiden von Metallen beispielsweise in der Automobilindustrie. Systeme bei denen die Wellenlänge des Laserlichts flexibel einstellbar ist, sind für spektroskopische Anwendungen und die Medizintechnik interessant. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT) haben, im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekts „FlexTune“, ein neues Abstimmkonzept realisiert, das erstmals verschiedene Emissionswellenlängen voneinander unabhängig und zeitlich synchron erzeugt.

Faserlaser bieten im Vergleich zu herkömmlichen Lasern eine höhere Strahlqualität und Energieeffizienz. Integriert in einen vollständig faserbasierten...

Im Focus: LZH zeigt Lasermaterialbearbeitung von morgen auf der LASYS 2018

Auf der LASYS 2018 zeigt das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) vom 5. bis zum 7. Juni Prozesse für die Lasermaterialbearbeitung von morgen in Halle 4 an Stand 4E75. Mit gesprengten Bombenhüllen präsentiert das LZH in Stuttgart zudem erste Ergebnisse aus einem Forschungsprojekt zur zivilen Sicherheit.

Auf der diesjährigen LASYS stellt das LZH lichtbasierte Prozesse wie Schneiden, Schweißen, Abtragen und Strukturieren sowie die additive Fertigung für Metalle,...

Im Focus: Achema 2018: Neues Kamerasystem überwacht Destillation und hilft beim Energiesparen

Um chemische Gemische in ihre Einzelbestandteile aufzutrennen, ist in der Industrie die energieaufwendige Destillation gängig, etwa bei der Raffinerie von Rohöl. Forscher der Technischen Universität Kaiserslautern (TUK) entwickeln ein Kamerasystem, das diesen Prozess überwacht. Dabei misst es, ob es zu einer starken Tropfenbildung kommt, was sich negativ auf die Trennung der Komponenten auswirken kann. Die Technik könnte hier künftig automatisch gegensteuern, wenn sich Messwerte ändern. So ließe sich auch Energie einsparen. Auf der Prozesstechnik-Messe Achema in Frankfurt stellen sie die Technik vom 11. bis 15. Juni am Forschungsstand des Landes Rheinland-Pfalz (Halle 9.2, Stand A86a) vor.

Bei der Destillation werden Flüssigkeiten durch Verdampfen und darauffolgende Kondensation des Dampfes in ihre Bestandteile getrennt. Ein bekanntes Beispiel...

Im Focus: Vielseitige Nanokugeln: Forscher bauen künstliche Zellkompartimente als molekulare Werkstatt

Wie verleiht man Zellen neue Eigenschaften ohne ihren Stoffwechsel zu behindern? Ein Team der Technischen Universität München (TUM) und des Helmholtz Zentrums München veränderte Säugetierzellen so, dass sie künstliche Kompartimente bildeten, in denen räumlich abgesondert Reaktionen ablaufen konnten. Diese machten die Zellen tief im Gewebe sichtbar und mittels magnetischer Felder manipulierbar.

Prof. Gil Westmeyer, Professor für Molekulare Bildgebung an der TUM und Leiter einer Forschungsgruppe am Helmholtz Zentrum München, und sein Team haben dies...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

22. Business Forum Qualität: Vom Smart Device bis zum Digital Twin

22.05.2018 | Veranstaltungen

48V im Fokus!

21.05.2018 | Veranstaltungen

„Data Science“ – Theorie und Anwendung: Internationale Tagung unter Leitung der Uni Paderborn

18.05.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Rotierende Rugbybälle unter den massereichsten Galaxien

23.05.2018 | Physik Astronomie

Invasive Quallen: Strömungen als Ausbreitungsmotor

23.05.2018 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Matrix-Theorie als Ursprung von Raumzeit und Kosmologie

23.05.2018 | Physik Astronomie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics