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Der Übergang von fossilen zu erneuerbaren Rohstoffen und Energieträgern ist entscheidend für eine nachhaltige chemische Industrie. Die Elektro-Bioökonomie bietet durch die Kombination elektrochemischer und biotechnologischer Verfahren effiziente Lösungen für eine Defossilisierung. Dabei werden Zwischenprodukte wie beispielsweise Formiat oder Wasserstoffperoxid (H₂O₂) elektrochemisch hergestellt und anschließend in biotechnologischen Prozessen für wertschöpfende Synthesen weiterverwendet.

Zur Erreichung der Klimaneutralität rechnen die EU-Kommission und das BMWE mit einem deutlichen Wachstum der industriellen Bioökonomie bis 2045, was erhebliche Innovations- und Wachstumspotenziale für die chemische, biotechnologische und angrenzenden Industrien bedeutet. Durch anwendungsnahe Entwicklungsarbeiten und den gezielten Technologietransfer leistet das Projekt „Tubuläre Gasdiffusions-Elektroden für die Bioökonomie“ (TuBi) einen wichtigen Beitrag zur Anschlussfähigkeit deutscher Unternehmen und KMU im Speziellen.

Ziel des Projektes „TuBi“ ist die dreidimensionale Integration von tubulären Gasdiffusionselektroden (GDE) in biologische Reaktorsysteme. Die Basis bilden an der RWTH entwickelte tubuläre Hohlfaser-GDE (tubGDE), die eine Alternative zum etablierten planaren GDE-Design darstellen. Beispielhaft werden die elektrochemische O₂ Reduktion zu H₂O₂ und die CO₂ Reduktion zu Formiat durchgeführt.

Am DFI wird auf Basis der tubGDE ein neuartiges Integrationssystem tubGDE in kommerzielle Enzym- und Bioreaktoren entwickelt. Am KIT werden exemplarisch eine H₂O₂-abhängige enzymatische Umsetzung sowie eine Formiat-basierte Biosynthese als wertschöpfende und nachhaltige Elektro-Bioökonomische Synthesen gezeigt und untersucht. Begleitet und beraten wird das Projekt aus einem KMU-dominierten projektbegleitenden Ausschuss dem Unternehmen aus den Bereichen Elektrochemie, Bioökonomie sowie Mess- und Regeltechnik angehören.