PtX Plus – Nutzung von grünem Wasserstoff im Verbund von Biotechnologie basierten Konversionsverfahren

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Der Werner Siemens-Lehrstuhl für Synthetische Biotechnologie (WSSB) befasst sich mit biotechnologischen Verfahren zur CO2 Fixierung und wertschöpfenden Konversion. In der Verfahrensentwicklung werden hier aktiv Synergien mit thermochemischen Verfahren identifiziert und genutzt.

In einer ersten Studie konnte ein Verfahrenskonzept zur Nutzung einer Ölhefefermentation im Verbund mit konventionellen thermokatalytischen Verfahren auf technoökonomische Machbarkeit evaluiert werden. In der elektrochemischen Wasserspaltung entsteht grüner Wasserstoff und Sauerstoff als massentechnisches Hauptprodukt. Dieser Sauerstoff wird bisher nicht einer wertschöpfenden Verwertung zugeführt. In dem von WSSB konzipierten Raffineriekonstrukt wird der Sauerstoff erstmals wertschöpfend zur Prozesstechnischen Optimierung einer Ölhefefermentation eingesetzt. Die Ölhefefermentation liefert in Folge nachhaltiges Hefeöl, welches über konventionelle thermokatalytische Verfahren in Biokraftstoffe und nachhaltige Carbonfaser umgewandelt werden kann. Weiterhin generiert das Ölhefeverfahren hochreines, klimaneutrales CO2 welches über thermochemische Verfahren in Synthetische Kraftstoffe umgewandelt werden kann, die in einen Massenstrom mit Biokraftstoffen kombiniert werden können. Die technoökonomischen und LCA Vorteile dieses „PtX Plus“ genannten Prozessverbundes wurden veröffentlicht (https://doi.org/10.1002/cite.202000114).

Weiterhin konnte erfolgreich ein Verbundprojekt mit Kollegen aus Israel eingeworben werden, welches die zell-freie, enzymatische Konversion von CO2 in Formaldehyd erforscht. Hierbei wird CO2 bei Raumtemperatur unter Nutzung von biogenen Wasserstoffträgern in die Plattformchemikalie Formaldehyd umgesetzt. Diese lässt sich über weitere enzymatische Verfahren in Methanol umwandeln, das sich wiederum als Rohstoff für konventionelle Produktionsverfahren, z.B. von synthetischen Kraftstoffen, nutzen lässt.