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17.10.2019

Mikroben verwandeln CO2 in Spezialchemie

Die Versuchsanlage Rheticus von Siemens und Evonik geht in die nächste Phase: Per Künstlicher Photosynthese erzeugen Bakterien Spezialchemikalien.

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

Langsam wird aus Forschung Anwendung: Seit Jahren arbeiten Wissenschaftler daran, das Treibhausgas Kohlendioxid als Rohstoff für chemische Synthesen zu nutzen. Der Spezialchemiekonzern Evonik und der Anlagenbauer Siemens bringen das Konzept nun einen Schritt näher an die Kommerzialisierung: In Marl geht die Versuchsanlage Rheticus in Phase II und erzeugt künftig aus Kohlendioxid und Wasser die Chemikalien Butanol und Hexanol.

Forschungsreaktor fasst 2000 Liter

Evonik steuert zu dem Projekt, das am Unternehmensstandort Marl angesiedelt ist, einen Bioreaktor mit einem Fassungsvermögen von 2000 Litern bei. Darin erzeugen seit diesem Frühjahr Bakterien aus einem Synthesegas, das im Wesentlichen Kohlenmonoxid und Wasser enthält, enzymatisch die Chemikalien. Denkbar wären hier, abhängig von den eingesetzten Bakterienstämmen, auch andere als die bisherigen zwei Spezialchemikalien.

Weltweit erster CO2-Elektrolyseur

Dieses Synthesegas soll künftig durch einen von Siemens entwickelten Elektrolyseur erzeugt werden, der mit Kohlendioxid und Wasser gespeist wird. Der dazu nötige Strom stammt aus erneuerbaren Quellen. Dieser weltweit erste CO2-Elektrolyseur hat eine Elektrodenfläche von 3000 Quadratzentimetern, arbeitet vollautomatisch und wurde im Sommer in einen Container integriert, der nun an die Anlage in Marl angeschlossen werden soll.

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

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

Klimaschutz und Netzstabilität

„Die Plattform könnte künftig überall dort installiert werden, wo CO2 vorhanden ist – etwa an Kraftwerken oder Biogasanlagen“, erläutert Thomas Haas, der bei Evonik für Rheticus verantwortlich ist. „Wir nutzen dabei vorhandenes CO2 als Rohstoff, um über künstliche Photosynthese wertvolle Chemikalien zu erzeugen.“ Karl-Josef Kuhn, der bei Siemens die Power2X-Forschung leitet, ergänzt: „Wir machen erneuerbare Energie speicherbar, indem wir sie in Wertstoffe wie Spezialchemikalien oder Treibstoffe umwandeln.“ Dabei trage die Technologie zur Netzstabilität bei, da so variabel produziert werden könne, dass die Anlagenbetreiber auf Stromschwankungen reagieren können.

In Rheticus I hatten die beiden Unternehmen zwei Jahre lang die Grundlagen für die technische Machbarkeit dieser künstlichen Photosynthese aus Bioreaktor und Elektrolyseur entwickelt. 2020 soll nun die kombinierte Versuchsanlage Rheticus II in Marl den regulären Betrieb aufnehmen. Das Bundesforschungsministerium fördert das Vorhaben bis 2021 mit rund 3,5 Mio. Euro.

bl

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