Der erste und vollständig automatisierte CO2-Elektrolyseur von Siemens erzeugt Kohlenmonoxid und liefert mit Wasserstoff die Hauptnahrung für die Bakterien im Bioreaktor. ©Bild: Siemens

Im Evonik-Modul der Rheticus Versuchsanlage arbeiten Bakterien an der Umwandlung von Synthesegasen in Spezialchemikalien wie Butanol. ©Bild: Siemens

Künstliche Photosynthese: Versuchsanlage soll Spezialchemikalien aus CO2 und Wasser mit Strom aus Erneuerbaren und Bakterien herstellen

(ee-news.ch) Evonik und Siemens haben im Oktober das gemeinsame Forschungsprojekt Rheticus II gestartet. Ziel ist eine effiziente und leistungsfähige Versuchsanlage, die Spezialchemikalien erzeugt – aus Kohlendioxid (CO2) und Wasser sowie Strom aus erneuerbaren Quellen und Bakterien. In Rheticus I haben die beiden Unternehmen zwei Jahre lang die Grundlagen für die technische Machbarkeit dieser künstlichen Photosynthese aus Bioreaktor und Elektrolyseur entwickelt.

Evonik und Siemens führen nun die beiden bislang noch getrennten Anlagenteile in einer Versuchsanlage am Evonik-Standort Marl in Nordrhein-Westfalen zusammen. Rheticus II hat eine Laufzeit bis 2021. Die Plattform könnte künftig überall dort installiert werden, wo CO2 vorhanden ist – etwa an Kraftwerken oder Biogasanlagen. Dabei wird CO2 als Rohstoff genutzt, um über künstliche Photosynthese Chemikalien zu erzeugen. Siemens bringt in Rheticus den ersten CO2-Elektrolyseur ein.


CO2-Belastung reduzieren durch Einsatz von CO2 als Rohstoff
Anfang 2020 soll die Versuchsanlage ihren Testbetrieb aufnehmen. Sie besteht aus einem CO2-Elektrolyseur und einem Bioreaktor. In Elektrolyseuren werden in einem ersten Schritt Kohlendioxid und Wasser mit Strom in Kohlenmonoxid (CO) und in Wasserstoff umgewandelt. Aus dem dabei entstehenden Synthesegas wandeln spezielle Mikroorganismen die CO-haltigen Gase in Chemikalien um. Mit der Elektrolysetechnik und der Biotechnologie bringen Siemens und Evonik jeweils ihre Kernkompetenzen in diese künstliche Photosynthese ein. Bei der künstlichen Photosynthese werden chemische und biologische Schritte so kombiniert, dass mit Hilfe von elektrischer Energie aus CO2 und Wasser verwertbare Chemikalien entstehen. Pflanzen machen es bei der natürlichen Photosynthese ganz ähnlich: Sie nutzen Chlorophyll, Enzyme und Sonnenlicht, um damit Glucose herzustellen – einen lebenswichtigen und energiereichen Nährstoff. Ein weiterer Vorteil von Rheticus: Die Technologie trägt dazu bei, die Kohlendioxidbelastung der Atmosphäre zu reduzieren, da CO2 als Rohstoff verwendet wird. So würde etwa die Herstellung einer Tonne Butanol drei Tonnen Kohlendioxid benötigen.

Elektrolyseur und Bioreaktor
zusammenschliessen
Im Frühjahr 2019 hatte Evonik das Synthese-Modul in Betrieb genommen: Kernstück ist ein acht Meter hoher Bioreaktor aus Edelstahl mit einem Fassungsvermögen von 2000 Litern. Mikroorganismen verrichten darin kontinuierlich ihre Arbeit. Wasserstoff und Kohlenmonoxid bilden die Hauptnahrung der Bakterien. Siemens hat einen CO2-Elektrolyseur entwickelt, vollständig automatisiert und im Sommer 2019 in einen Container integriert. Der erste CO2-Elektrolyseur besteht aus zehn Zellen mit einer Gesamtelektrodenfläche von 3000 cm². In den nächsten Monaten geht es darum, Elektrolyseur und Bioreaktor zusammenzuschliessen. Zusätzlich entsteht eine Einheit zur Aufarbeitung der Flüssigkeit aus dem Bioreaktor, um die reinen Chemikalien zu erhalten.

Im Testbetrieb erzeugen die Bakterien zu Forschungszwecken Butanol und Hexanol, Ausgangsstoffe zum Beispiel für Spezialkunststoffe oder Nahrungsergänzungsmittel. Künftig sind auch noch andere Spezialchemikalien vorstellbar – je nach Bakterienstamm und Bedingungen. Nach erfolgreichem Abschluss von Rheticus II wollen Evonik und Siemens eine lattformtechnologie zur Verfügung haben, die energie- und werthaltige Stoffe wie Spezialchemikalien oder künstliche Treibstoffe aus CO2 herstellt – modular und flexibel.

Text: ee-news.ch, Quelle: Siemens AG

show all

1 Kommentare

Max Blatter

Nun ja: Bionik ist in aller Munde und die Nachahmung natürlicher Prozesse und Strukturen war und ist oft ja auch eine Erfolgsgeschichte. Beim Begriff "Fotosynthese" denke ich aber immer an den sehr bescheidenen Wirkungsgrad (nach meinem Wissenstand wenig mehr als 1%). Schade, dass der Artikel darüber nichts aussagt!

Kommentar hinzufügen

Partner

  • Agentur Erneuerbare Energien und Energieeffizienz

Ist Ihr Unternehmen im Bereich erneuerbare Energien oder Energieeffizienz tätig? Dann senden sie ein e-Mail an info@ee-news.ch mit Name, Adresse, Tätigkeitsfeld und Mail, dann nehmen wir Sie gerne ins Firmenverzeichnis auf.

Newsletter abonnieren

Top

Gelesen
|
Kommentiert