Klimafreundliche Carbonsäuren: Wie die Biotechnologie elektrifiziert werden könnte

Mithilfe eines Wasser-Elektrolyseurs ist es Wissenschaftlern der Aachener Verfahrenstechnik (AVT) gelungen, Itaconsäure (weißes Pulver) aus Fermentationslösung (gelbe Flüssigkeit) elektrochemisch aufzureinigen. Quelle: AVT

Aus der Industrie ist der Einsatz von Carbonsäuren nicht wegzudenken: Sie sind Bestandteil von Gummis, Kunststoffen und Lacken, von Pflanzenschutzmitteln und Medikamenten. Das Problem: Für ihre Herstellung braucht es entweder fossile Rohstoffe und zumindest Wärme, die aus dem fossilem Brennstoff Erdgas gewonnen wird.

Zudem fallen bei der Produktion große Mengen Abfall an: So werden im Prozess Kalk und Schwefelsäure zugegeben, um während der Herstellung das Säure-Verhältnis richtig einzustellen.

Als Abfall entsteht dabei Gips, der allerdings keine weitere Verwendung findet – also landet er im Müll. An der Lösung beider Probleme haben sich in der Vergangenheit bereits viele Forscher-Teams versucht. Sinnvolle Alternativen gibt es bisher jedoch noch keine:

Entweder sind die entwickelten Verfahren zu kleinteilig oder nicht im industriellen Maßstab anwendbar. Die Elektrifizierung biotechnologischer Verfahren zur Herstellung von Carbonsäuren galt daher bisher als nicht praktikabel.

Das könnte sich jetzt ändern: Partner im Kopernikus-Projekt SynErgie haben einen Ansatz entwickelt, der beide Probleme löst: Mithilfe eines elektrochemischen Verfahrens konnten Forscher der Aachener Verfahrenstechnik (AVT) an der RWTH Aachen sowohl die Verwendung von Erdgas als auch den anfallenden Abfall nahezu komplett umgehen.

Möglich ist das durch ein Verfahren, das Verfahrenstechniker pH-swing nennen.

So ist bei der Herstellung von Carbonsäuren das Wichtigste die zwischenzeitliche Anpassung des pH-Werts. Statt Wärme und Gips nutzen die Aachener Wissenschaftler dazu nun einen Wasser-Elektrolyseur. Mit seiner Hilfe lässt sich der pH-Wert ebenfalls beeinflussen. Ohne fossile Rohstoffe und ohne große Mengen Gips-Abfall.

Dafür entsteht während der Produktion Grüner Wasserstoff, der zentral ist für die Energieversorgung der Zukunft.
Die Innovation der Aachener Forscher könnte dabei helfen, die Chemieindustrie klimafreundlicher zu gestalten und unnötigen Ressourcenverbrauch zu reduzieren.

Dass das Verfahren funktioniert, zeigten die Wissenschaftler zunächst in ihrem Aachener Labor am Beispiel der Itaconsäure. Zusammen mit dem Chemiekonzern BASF bauen die Aachener nun eine Versuchsanlage im Technikums-Maßstab. Besteht das Verfahren diesen Test, kann es in eine Pilotierung für die industrielle Anwendung gehen. Die SynErgie-Forscher sind zuversichtlich.

Über das Kopernikus-Projekt SynErgie:
Wind und Sonne liefern Strom nicht regelmäßig, sondern schwankend: Mal steht mehr Strom zur Verfügung als tatsächlich gebraucht wird, mal zu wenig.

Das Kopernikus-Projekt SynErgie untersucht, wie die Industrie helfen kann, diese Schwankungen auszugleichen, indem die Industrie ihre Nachfrage flexibel an das Stromangebot anpasst – ihren Stromverbrauch also bewusst steigert oder senkt – ohne, dass die Qualität der Produkte darunter leidet.

Über die Kopernikus-Projekte:
Die Kopernikus-Projekte bilden eine der größten deutschen Forschungsinitiativen zum Thema Energiewende. Ihr Ziel ist es, eine saubere, sichere und bezahlbare Stromversorgung zu ermöglichen. Gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) entwickeln sie ganzheitliche Lösungen zum Erreichen der Klimaziele: In allen Projekten arbeiten Vertreter aus Wirtschaft, Wissenschaft und Zivilgesellschaft zusammen. Über zehn Jahre erarbeiten sie klimafreundliche Lösungen bis zur Anwendbarkeit im industriellen Maßstab.

Marcel Gausmann
AVT – Aachener Verfahrenstechnik, Lehrstuhl für Fluidverfahrenstechnik
RWTH Aachen
Forckenbeckstr. 51 – 52074 Aachen
Tel.: +49 (0) 241 80 96 58 0
E-Mail: marcel.gausmann@avt.rwth-aachen.de
Web: http://www.avt.rwth-aachen.de

https://www.kopernikus-projekte.de/synergie

Media Contact

Julius Heinrichs idw - Informationsdienst Wissenschaft

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie

Der innovations-report bietet im Bereich der "Life Sciences" Berichte und Artikel über Anwendungen und wissenschaftliche Erkenntnisse der modernen Biologie, der Chemie und der Humanmedizin.

Unter anderem finden Sie Wissenswertes aus den Teilbereichen: Bakteriologie, Biochemie, Bionik, Bioinformatik, Biophysik, Biotechnologie, Genetik, Geobotanik, Humanbiologie, Meeresbiologie, Mikrobiologie, Molekularbiologie, Zellbiologie, Zoologie, Bioanorganische Chemie, Mikrochemie und Umweltchemie.

Zurück zur Startseite

Kommentare (0)

Schreib Kommentar

Neueste Beiträge

Lüftung leicht gemacht

Eine einfache Anlage entfernt 90 Prozent potenziell Corona-haltiger Aerosole aus der Raumluft Die Luft in Klassenzimmern und anderen Räumen von infektiösen Aerosolen zu befreien, wird künftig deutlich einfacher. Forschende des…

Krebsforscher trainieren weiße Blutkörperchen für Attacken gegen Tumorzellen

Wissenschaftler am Nationalen Centrum für Tumorerkrankungen Dresden (NCT/UCC) und der Hochschulmedizin Dresden konnten gemeinsam mit einem internationalen Forscherteam erstmals zeigen, dass sich bestimmte weiße Blutkörperchen – so genannte Neutrophile Granulozyten…

CAPTN Future Zukunftscluster reicht Vollantrag ein

Autonomer öffentlicher Nahverkehr könnte in Kiel Realität werden Im Februar dieses Jahres gab das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) die Finalisten im Wettbewerb um die Innovationsnetzwerke der Zukunft bekannt….

By continuing to use the site, you agree to the use of cookies. more information

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close