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