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 SmartMeter analysieren mit Algorithmen den Stromverbrauch
01.12.2016 | Fraunhofer-Institut für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme IMS

nachricht Energiehybrid: Batterie trifft Superkondensator
01.12.2016 | Technische Universität Graz

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: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Im Focus: Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich...

Im Focus: Neuer Rekord an BESSY II: 10 Millionen Ionen erstmals bis auf 7,4 Kelvin gekühlt

Magnetische Grundzustände von Nickel2-Ionen spektroskopisch ermittelt

Ein internationales Team aus Deutschland, Schweden und Japan hat einen neuen Temperaturrekord für sogenannte Quadrupol-Ionenfallen erreicht, in denen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

Die Perspektiven der Genom-Editierung in der Landwirtschaft

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Parkinson-Krankheit und Dystonien: DFG-Forschergruppe eingerichtet

02.12.2016 | Förderungen Preise

Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave

02.12.2016 | Studien Analysen

Nach der Befruchtung übernimmt die Eizelle die Führungsrolle

02.12.2016 | Biowissenschaften Chemie