21866 N
Ziel des Projekts war die Optimierung der CO2-Bilanz kommunaler Kläranlagen durch die Nutzung ungenutzter Stoffströme und die Senkung des Energiebedarfs. Der Einsatz mikrobieller Brennstoffzellen (MFC) ermöglichte die bioelektrochemische Abwasserreinigung, während CO2 zu Formiat als speicherbares Produkt umgewandelt wurde. Hierfür wurden Sn- und Bi-basierte Gasdiffusionselektroden (GDE) entwickelt und getestet. Die besten Ergebnisse erzielten GDEs aus 87,5 % Bi und 12,5 % PTFE mit einer Faradayschen Effizienz (FE) von 89,4 %. Elektrolysen mit CH4/CO2-Gemischen führten jedoch zu einer halbierten Stromausbeute, was auf eine geringere CO2-Verfügbarkeit zurückzuführen ist.
Die Projektergebnisse zeigen, dass die eingesetzten und verbesserten Technologien vielfältige Anwendungsmöglichkeiten bieten. Die Integration von MFCs und GDEs in Kläranlagen kann deren Energieeffizienz erhöhen und die CO₂-Emissionen verringern. Die Synthese von Formiat eröffnet neue Geschäftsmodelle, insbesondere in der nachhaltigen Chemie. Zudem könnte die modulare Bauweise der Demonstratoren den dezentralen Einsatz in weiteren industriellen Anwendungen ermöglichen, wie beispielsweise in der Abwasserbehandlung oder bei der Herstellung chemischer Zwischenprodukte. Dieser Ansatz trägt maßgeblich zur Verbesserung der Ressourcennutzung und zum Klimaschutz bei.
Bearbeitet wurde das Forschungsthema von 05/21 bis 06/24 am DECHEMA-Forschungsinstitut (Theodor-Heuss-Allee 25, 60486 Frankfurt am Main, Tel. 069/7564-642) unter der Leitung von Dr. Markus Stöckl (Leiter der Forschungseinrichtung PD Dr. Mathias Galetz) und der Technischen Hochschule Mittelhessen, Institut für Bioverfahrenstechnik und Pharmazeutische Technologie (Wiesenstr. 14, 35390 Gießen, Tel. 0641/309-2579) unter der Leitung von Prof. Dr. Dirk Holtmann (Leiter der Forschungseinrichtung: Prof. Dr. P. Czermak).
Das IGF-Vorhaben Nr. 21866 N der Forschungsvereinigung DECHEMA, Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie e.V., Theodor-Heuss-Allee 25, 60486 Frankfurt am Main wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.