Treber, der als Nebenprodukt beim Bierbrauen anfällt, enthält viele wertvolle Inhaltsstoffe. Wegen seines hohen Eiweißgehaltes wird Biertreber beispielsweise als Tierfutter verwendet. Meist wird er jedoch als Abfall entsorgt. Mittlerweile hat die Forschung den Reststoff als Rohstoffquelle für neue biobasierte Produkte entdeckt. So haben Forschende der Universität Jena gemeinsam mit spanischen Partnern erprobt, ob sich Biertreber auch zur Herstellung moderner elektrochemischer Energiespeicher eignet.

Kohlenstoff aus Biertreber als Energiespeicher gewinnen

„Wir erforschen bereits seit einigen Jahren, wie gut sich verschiedene biologische Rohstoffe für die Gewinnung kohlenstoffhaltiger Materialien, die wir bei der Herstellung von Energiespeicher benötigen, eignen“, erklärt Andrea Balducci von der Universität Jena. „Und Brauereiabfälle erfüllen dafür wichtige Kriterien: Ihre chemische Zusammensetzung eignet sich prinzipiell gut für die von uns anvisierten Anwendungen – in ihnen steckt das kohlenstoffhaltige Ausgangsmaterial, das es braucht, um in Frage zu kommen.“

Rohstoff für Batterien und Superkondensatoren

Das Jenaer Team entwickelte daher ein Verfahren, mit dem es das kohlenstoffhaltige Material aus dem Reststoff nutzen kann. Zum einem gewannen die Forschenden Kohlenstoff, der als Elektrode in Batterien Verwendung finden kann, zum anderen Aktivkohle, die als Elektrodenmaterial für Superkondensatoren benötigt wird. Mit Hilfe des neuen Verfahrens konnten die Fachleute im Falle der Aktivkohle deren Oberfläche maximieren und die Porengröße des Materials optimieren. Bei der Verwendung als Elektrode in Superkondensatoren würden diese Kohlenstoffe eine sehr hohe Kapazität garantieren und die Herstellung von Geräten mit hoher Energiedichte ermöglichen, schreiben die Forschenden.

Leicht verfügbarer Rohstoff

Bisher wird Aktivkohle für Superkondensatoren vor allem aus Kokosnussschalen gewonnen. Die Nutzung von Brauereiabfällen hätte gleich mehrere Vorteile. So ist Biertreber in Deutschland in großen Mengen vorhanden: 2019 fielen 1,5 Milliarden Tonnen an. Zudem ist der Rohstoff vielerorts verfügbar, weil es hierzulande viele Brauereien gibt und somit lange Transportwege vermieden werden.

Den ersten Schritt zu einer nachhaltigeren Produktion kohlenstoffhaltiger Energiespeicher haben die Jenaer Chemiker damit gemacht. Balducci ist überzeugt: „Diese Art von Abfall könnte eine interessante Option zur Herstellung von Materialien für Superkondensatoren sein, wenn bestimmte Faktoren weiter optimiert werden können, etwa die Kosten oder die chemische Zusammensetzung des Rohstoffs.“ In weiteren Projekten wollen die Jenaer Forschenden nun die Vorteile und Grenzen der Benutzung dieses reichlich vorhandenen Materials ausloten, damit es „dann möglicherweise stärker bei der Produktion nachhaltiger Energiespeicher einbezogen werden kann“.

bb