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 Geothermie: Den Sommer im Winter ernten
18.01.2017 | Karlsruher Institut für Technologie

nachricht Tierschutz auf hoher See
17.01.2017 | Helmut-Schmidt-Universität, Universität der Bundeswehr Hamburg

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: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Im Focus: Wie Darmbakterien krank machen

HZI-Forscher entschlüsseln Infektionsmechanismen von Yersinien und Immunantworten des Wirts

Yersinien verursachen schwere Darminfektionen. Um ihre Infektionsmechanismen besser zu verstehen, werden Studien mit dem Modellorganismus Yersinia...

Im Focus: How gut bacteria can make us ill

HZI researchers decipher infection mechanisms of Yersinia and immune responses of the host

Yersiniae cause severe intestinal infections. Studies using Yersinia pseudotuberculosis as a model organism aim to elucidate the infection mechanisms of these...

Im Focus: Interfacial Superconductivity: Magnetic and superconducting order revealed simultaneously

Researchers from the University of Hamburg in Germany, in collaboration with colleagues from the University of Aarhus in Denmark, have synthesized a new superconducting material by growing a few layers of an antiferromagnetic transition-metal chalcogenide on a bismuth-based topological insulator, both being non-superconducting materials.

While superconductivity and magnetism are generally believed to be mutually exclusive, surprisingly, in this new material, superconducting correlations...

Im Focus: Erforschung von Elementarteilchen in Materialien

Laseranregung von Semimetallen ermöglicht die Erzeugung neuartiger Quasiteilchen in Festkörpersystemen sowie ultraschnelle Schaltung zwischen verschiedenen Zuständen.

Die Untersuchung der Eigenschaften fundamentaler Teilchen in Festkörpersystemen ist ein vielversprechender Ansatz für die Quantenfeldtheorie. Quasiteilchen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

Bundesweiter Astronomietag am 25. März 2017

17.01.2017 | Veranstaltungen

Über intelligente IT-Systeme und große Datenberge

17.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Der erste Blick auf ein einzelnes Protein

18.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Das menschliche Hirn wächst länger und funktionsspezifischer als gedacht

18.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Zur Sicherheit: Rettungsautos unterbrechen Radio

18.01.2017 | Verkehr Logistik