Künstliche Photosynthese

Mit Ökostrom zur grünen Spezialchemie

05.03.2018 Auch Spezialchemiker haben einen Traum. Was in der Polymerchemie unter dem Stichwort „Dream“ verfolgt wird – nämlich die Synthese von Kunststoffen aus CO2 – heißt bei Evonik „Rheticus“: Gemeinsam mit Siemens will das Chemieunternehmen ein Verfahren entwickeln, bei dem Synthesegas aus Ökostrom im Fermenter zu Spezialchemikalien umgewandelt werden soll.

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Evonik, Chemie, Fermenter in Marl, Projekt Rheticus

In einer Fermentation – hier im Labormaßstab – verwandeln spezielle Bakterien CO-haltige Gase durch Stoffwechselprozesse in wertvolle Chemikalien. (Bild: Evonik)

Mit der künstlichen Photosynthese könnte künftig nicht nur günstiger und umweltfreundlicher produziert werden, sondern ließe sich überschüssiger Ökostrom auch über einen längeren Zeitraum speichern. Im Forschungsprojekt Rheticus, das nach einem Mathematiker und Naturwissenschaftler aus dem 16. Jahrhundert benannt ist, soll nun untersucht werden, wie Elektrolyse- und Fermentationsprozesse so kombiniert werden können, dass aus Kohlendioxid, Strom und Mikroorganismen wertvolle Spezialchemikalien oder Treibstoffe entstehen. Bis 2021 soll dazu im Chemiepark Marl eine Versuchsanlage entstehen, in der Bakterien der Gattung Clostridium Butanol und Hexanol aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff erzeugen.

Per Elektrolyse und Gasfermentation zum Butanol

Während die anaeroben Clostridien C2-Verbindungen wie Ethanol oder Essigsäure relativ einfach erzeugen, erforderte die Biosynthese von C4- und C6-Molekülen ein spezielles Verfahren, das in den biotechnologischen Laboren bei Creavis in Marl mittels Gasfermentation entwickelt wurde. Das Projekt ist Teil der Ende 2016 gestarteten Kopernikus-Initiative, ein vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) mit 400 Mio. Euro ausgestattetes Forschungsprogramm, mit dem die Energiewende in Deutschland unterstützt werden soll. Die Initiative beinhaltet verschiedene Projekte, mit denen Strom aus erneuerbaren Energien genutzt werden soll (Power-to-X). Ab 2019 sollen Technologien verschiedener Kopernikus-Projekte zusammengeführt werden.
Evonik und Siemens haben nun im Januar beschlossen, ihre Kompetenzen in der Elektrolyse und Gasfermentation schon früher zu kombinieren. „Mit der Rheticus-Plattform wollen wir zeigen, dass künstliche Photosynthese machbar ist“, sagt Dr. Thomas Haas, verantwortlich für das Projekt der Creavis, der strategischen Innovationseinheit von Evonik. Das BMBF verspricht sich von Rheticus ein Muster, wie Power-to-X-Ideen in die Anwendung gebracht werden können und fördert die Entwicklung mit 2,8 Mio. Euro.

Aus Sicht der Projektpartner Evonik und Siemens könnte Rheticus eine Plattform mit enormem Zukunfts­potenzial werden. Die modulare und flexible Technik könnte künftig überall dort installiert werden, wo CO2 vorhanden ist – etwa aus Kraftwerksabgasen oder Biogas.

Heftausgabe: März/2018
Armin Scheuermann ist Chefredakteur der CHEMIE TECHNIK

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