Weg von fossilen Rohstoffen: Dieses Ziel verfolgen der Energiesektor ebenso wie die chemische Industrie im Zuge der Klimakrise mit erhöhtem Tempo. Eine wichtige regenerative Alternative zum Erdöl ist dabei die Lignocellulose, ein Verbund verschiedener pflanzlicher Polymere, der in den Zellwänden verholzter Pflanzen vorkommt. Typische Quellen sind Holz und Reststoffe wie Stroh oder Papierabfälle. Bislang sind chemische Grundstoffe auf Basis von Lignocellulose jedoch recht teuer. Einen der wesentlichen Kostentreiber hat nun das Projekt „TrickleZyme“ eliminiert.
Prozess-, Verfahrenstechnik
Besserer Biogasreaktor für Gülle
Wohin mit der Gülle? Diese Frage beschäftigt viele Landwirte, deren Viehbestände mehr Exkremente produzieren als die Landwirte auf eigenen Flächen ausbringen dürfen. Eine gute Alternative sind Biogasanlagen, in denen die Gülle bakteriell zu Gas und Dünger abgebaut wird. In dem Projekt „Grüne Kaskade – Hochlastvergärung“ haben Forscher der FH Münster gemeinsam mit Partnern aus Deutschland und den Niederlanden einen Reaktor zur Güllevergärung entwickelt, der besonders leistungsfähig ist.
Neue Konzepte für den Klärschlamm
Wie kann die Entsorgung von Klärschlämmen zu vertretbaren Kosten langfristig sichergestellt werden, und wie können die gesetzlichen Anforderungen zur Phosphorrückgewinnung eingehalten werden? Mit diesen Fragen beschäftigt sich das Forschungsprojekt „P-RückSÜD“ der Hochschule Biberach. Es wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert. Viele Jahre wurden Klärschlämme wegen ihres Phosphorgehalts als Düngemittel in der Landwirtschaft ausgebracht.
Cellulose effizienter nutzen
Cellulose, der Hauptbestandteil vieler Pflanzen, ist ein bedeutender nachwachsender Rohstoff. Aus den langen Kohlenstoffketten lassen sich Grundstoffe der chemischen Industrie ebenso herstellen wie Treibstoffe. Beide Produktgruppen werden sonst aus Erdöl erzeugt, was mit entsprechenden Folgen für das Klima verbunden ist. Doch die chemische Auftrennung der Cellulose ist zeit- und energieaufwendig.
Membranen für nachhaltige Industrieprozesse
Der Membran- und Polymerforscher Matthias Wessling ist Leibniz-Preisträger 2019 und erhält damit den hochrangigsten Forscherpreis, den die deutsche Wissenschaft zu vergeben hat. Er ist mit 2,5 Mio. Euro dotiert, das Preisgeld ist forschungsgebunden. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) würdigt damit Wesslings wegweisende Arbeiten zum Verständnis und zur Herstellung semipermiabler – also teilweise durchlässiger – synthetischer Membranen.
Klärschlamm optimal verwerten
Es ist eine Frage der Perspektive: Einerseits ist Klärschlamm ein Abfallprodukt der Abwasseraufbereitung. Andererseits könnte er ein wertvoller Rohstoff sein. Denn Klärschlamm enthält das für Düngemittel wichtige Element Phosphor und hat in getrockneter Form einen ähnlichen Brennwert wie Holzkohle. Ein hessischer Projektverbund möchte diese beiden Eigenschaften systematisch nutzen.
Bioplastik effizienter herstellen
Kunststoffe und Plastikverpackungen sind aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken. Doch sie sind gleich in mehrfacher Hinsicht eine Bedrohung für die Umwelt: Herkömmliche Kunststoffe sind meist erdölbasiert und verbrauchen für die Herstellung enorm viele Ressourcen. Außerdem sammeln sich große Müllberge von Einwegplastikprodukten an. Da viele Kunststoffe kaum oder gar nicht recycelt werden, zerfallen sie im Laufe ihres jahrzehntelangen Abbaus in sogenannte Mikroplastikpartikel.
Kunststofffolien recyceln
Joghurtbecher oder Plastikflaschen zu recyceln ist heutzutage problemlos möglich. Sie bestehen meist aus einem Polymer wie Polyethylenterephthalat -kurz PET-, das zu Granulat verarbeitet und wiederverwendet werden kann. Viele Lebensmittelverpackungen aus Kunststoff bestehen jedoch aus Mehrschichtlaminatfolien. Diese Verbundstoffe setzen sich aus verschiedenen Polymeren wie PET und Polypropylen (PP) sowie Aluminiumlagen zusammen und sorgen beispielsweise dafür, dass Lebensmittel vor Licht oder Sauerstoff geschützt sind.
Solartechnik: Photosystem nachgebaut
Solarenergie und Solartechnik sind eine nachhaltige und umweltschonende Methode der Energiegewinnung. Abgesehen von der Speicherung der so gewonnenen Energie ist auch die Effizienz dieser Methode noch ausbaufähig. Ein internationales Forscherteam unter Beteiligung von Wissenschaftlern an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) hat sich nun Pflanzen und deren „Solarzellen“ zum Vorbild genommen, um die Effizienz der Solarenergiegewinnung zu verbessern.
Phosphor aus Klärschlamm rückgewinnen
Rund 1,8 Millionen Tonnen Klärschlamm fallen hierzulande jährlich in den Kläranlagen der Kommunen und der Industrie an. Darin enthalten sind auch Wertstoffe wie Phosphor – doch bislang werden Klärschlamme meist verbrannt oder in der Landwirtschaft als Dünger verwendet. Für die Zukunft schreibt der Gesetzgeber jedoch vor, dass zumindest Phosphor zunächst zurückgewonnen werden muss.