Konversion
Stoffliche Umwandlung von Wasserstoff und CO2/CO in höhere Energieträger
Forschung an Syntheseprozessen für die vollständige Power-to-X Ketten: Methanisierung, Herstellung von Methanol und weiterer synthetischer Kraftstoffe und Grundchemikalien.
Simulation und Optimierung verschiedener Anlagenoptionen zur integrierten Erzeugung von unterschiedlichen Downstream-Produkten aus nachhaltigem Synthesegas
Lehrstuhl für Bioverfahrenstechnik (BVT)
Mikrobielle Umsetzung von H2/CO2 oder CO zur Herstellung von Alkoholen (Gasfermentation)
Katalytische Methanisierung und Hochtemperatur-Festoxidbrenstoffzellen (SOFC)
Lehrstuhl I für Technische Chemie (TC1)
Strukturelle und kinetische Charakterisierung von Katalysatoren für die Hydrierung von Kohlenstoffoxiden
Werner Siemens-Lehrstuhl für Synthetische Biotechnologie (WSSB)
Biokatalytische Konversion von CO2 und biogenem H2 in Bio-Kraftstoffe und nachhaltige Grundchemikalien
Die Implementierung von elektrochemischen Power-to-X (PtX) Verfahren wird als ein essentieller Schritt zur Dekarbonisierung des Mobilitäts- und Chemiesektors angesehen. Diese Technologien sind jedoch nur bei Verfügbarkeit von nachhaltigem Wind- und Solarstrom mindestens CO2-neutral oder sogar verbrauchend. Während der sogenannten „Dunkelflaute“ in der weder Wind weht, noch die Sonne scheint, müssen hingegen PtX Prozesse zu 81% mit Strom gewonnen aus fossilen Energieträgern oder Kernenergie operieren bzw. ihren Betrieb einstellen.
Der Werner Siemens-Lehrstuhl für Synthetische Biotechnologie (WSSB) erarbeitet daher neue Anlagenkonzepte die durch synergistische Integration von biotechnologischen Verfahren einen kontinuierlichen Betrieb von PtX Prozessen ermöglichen. In diesem Kontext hatte WSSB erste Erfolge mit der Algen-vermittelten Umwandlung von CO2 und biogenem H2 in energiereiche Flugkraftstoffe. Hier bestehen langjährige Kooperationen mit dem Lehrstuhl für Bioverfahrenstechnik (Prof. Dr.-Ing. Weuster-Botz). Diese Technologie soll in Zukunft durch synergistische Verfahren wie Syngas Fermentation ergänzt werden. Letzteres Verfahren wandelt CO2 und „grünen“ Wasserstoff biotechnologisch in niedermolekulare Stoffe (z.B. Ethanol, Essigsäure) um, die sich jedoch nicht für moderne, energiereiche Kraftstofflösungen eignen. Es bedarf daher einer Veredelung von Syngasprodukten in einem weiteren biokatalytischen Schritt, wie der von WSSB erarbeiteten Konversion von Essigsäure in Hefeöl, zur anschließenden Synthese von Biodiesel.
In diesem Feld ist WSSB global sichtbar und nutzt Synergien mit den Lehrstühlen Technische Chemie I (Prof. Dr.-Ing. Hinrichsen) und II (Prof. Dr. Lercher) bzw. der Bioverfahrenstechnik. Um zukünftig diesen Veredlungsschritt zu umgehen, befasst sich WSSB mit der Identifikation neuer, extremophiler Zellfabriken, die Syngas direkt in hochenergetische Produkte umwandeln.
Website: Forschung am WSSB
Kontakt: Prof. Dr. Thomas Brück
Lehrstuhl für Siedlungswasserwirtschaft (SWW)
Mikrobiologische Methanisierung von H2/CO2 im Rieselbett-Reaktor
Lehrstuhl für Chemie Biogener Rohstoffe (CBR)
Die Verwendung von grünem Wasserstoff als billige und saubere Energiequelle als Alternative zu kohlenstoffhaltigen Kraftstoffen verringert die Kohlendioxidemissionen und trägt zur Eindämmung der globalen Erwärmung bei. Hydrogenasen sind attraktive Biokatalysatoren für die Produktion und Nutzung von Wasserstoff. Unser Ziel ist es, mit Hilfe von Hydrogenasen grünen Wasserstoff aus zuckerähnlicher Biomasse herzustellen. Darüber hinaus setzen wir Hydrogenasen ein, um die wasserstoffbetriebene Synthese von Feinchemikalien zu fördern.
Grüner Wasserstoff wird für die Produktion von Lactam-Derivaten in Mikroscheiben eingesetzt. In unserem Teil des Projekts sollen multi-enzymatische Kaskaden entwickelt und optimiert werden, um Lactam-Derivate aus erneuerbaren Materialien in aeroben und anaeroben Anlagen zu produzieren. Die etablierten Kaskaden werden in einen elektrochemischen Aufbau integriert, um eine Plattform für die H2-betriebene Produktion von Laktamderivaten in Mikroscheiben zu erschaffen.
Förderung: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Professur für Chemische und Thermische Verfahrenstechnik (CTV)
Neuartige Verfahren zur Herstellung der synthetischen Dieselkraftstoffe OME