Ecat-Acetogens - COfür die Herstellung von Chemikalien nutzen
Projekt
Schornsteine mit Emissionswolke
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Projektlaufzeit
01.05.2021 - 08.04.2024
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Projektart
Verbundforschungsprojekt
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Projektstatus
Geschlossen
Kurzbeschreibung
Im Projekt wird Kohlendioxid für die Herstellung von Chemikalien nutzbar gemacht. Durch die Entwicklung spezieller Katalysatoren soll die Kombination von CO-Elektrolyse mit bakterieller Fermentation wirtschaftlicher werden.
Ort
Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Zweiggelände Fabeckstraße
Unter den Eichen 44-46
12203 Berlin
Gegenstand
Im Labor mit Tim-Patrick Fellinger
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
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.
Methodik
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.
Partner + Förderer
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
Grafische Darstellung einer Elektrolysezelle
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.
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Dr. rer. nat. Tim-Patrick
Die BAM ist eine wissenschaftlich-technische Bundesoberbehörde
im Geschäftsbereich des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie.
