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Wasserstoff aus Algen – biogene Wasserstoffproduktion an der TU Dresden

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Wasserstoff aus Algen – Die TU Dresden richtet zum 1. August 2012 eine interdisziplinäre Nachwuchsforschergruppe „Biogener Wasserstoff“ ein. Die Wissenschaftler wollen eine neuartige Technik für die Herstellung von Wasserstoff mit Bakterien und Algen entwickeln. Die Umwandlung von Wasserstoff in Energie erfolgt CO2-neutral und spielt daher eine entscheidende Rolle im Energie-Mix der Zukunft. Das Projekt wird mit 1,7 Mio. Euro über den Europäischen Sozialfond (ESF) gefördert. Die ingenieurwissenschaftliche Forschung zur Technologieentwicklung in diesem Bereich ist bisher einmalig.

Wasserstoff (H2) gilt als universeller Energieträger, bei dessen Verbrennung mit Sauerstoff (O2) reines Wasser (H2O) entsteht, nicht aber das klimaschädliche Kohlenstoffdioxid (CO2). Elektrizität, die in den Brennstoffzellen elektromobiler Fahrzeuge umgewandelt wird, oder Wärme könnten damit klimaschonend produziert werden – wenn Wasserstoff aus regenerativen Quellen gewonnen wird. Bisher entsteht er überwiegend aus fossilen Brennstoffen.

Biogener Wasserstoff – Algen und Bakterien im Einsatz

Die Wissenschaftler der Fakultät Maschinenwesen forschen in dem TU-Projekt „Biogener Wasserstoff“ in den nächsten Jahren an einem biotechnischen Verfahren, in dem Wasserstoff auf der Basis natürlicher Ressourcen produziert wird. „Die aktuelle Herausforderung besteht darin, einen technologischen Prozess zu entwickeln, der Sonnenenergie mit Hilfe von Biokatalysatoren in einen „sauberen“ Brennstoff umwandelt. Wenn uns diese technologische Wertschöpfung gelingt, wird biogener Wasserstoff eine entscheidende Rolle im Energiekonzept der Bundesregierung spielen können“, äußert sich Prof. Thomas Bley, Inhaber der Professur für Bioverfahrenstechnik und Fachexperte auf dem Gebiet der Bioenergie.

Zunächst muss ein Prozess entwickelt werden, der Wasserstoff biotechnologisch erzeugt. Hier streben die Forscher ein Verfahren an, bei dem Algen (Grünalgen) gemeinsam mit Purpurbakterien in einem Reaktorsystem kultiviert werden. Diese Organismen nutzen Sonnenenergie für die Spaltung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff. Eine weitere Zielsetzung des Projektes besteht daher darin, den Lichteintrag des Bioreaktors so weit zu optimieren, dass auch konventionelle Bioreaktoren zum Kultivieren der Mikroorganismen genutzt werden können. „Das senkt die Anschaffungskosten für die Technik, so dass sich jeder kommunale Energieversorger in etwa 15 Jahren eine solche Anlage leisten können wird. Die dezentrale Produktion und Nutzung ist wesentlich für die Wirtschaftlichkeit und Umweltverträglichkeit der Energieversorgung, denn nur so kann aufwändiger Transport vermieden werden“, so Bley.

Biowasserstofferzeugung – interdisziplinär und anwendungsorientiert

Der Projektleiter, Dr. Jost Weber, geht schon jetzt von einem hohen Innovationspotential für die sächsische Energiewirtschaft aus: „Das Forschungsprojekt ist einmalig in Bezug auf seine Anwendungsorientierung. In einem interdisziplinären Team werden wir Verfahren erarbeiten, die in den Produktionsmaßstab skaliert werden können und damit ein hohes Potenzial zum Transfer in die Wirtschaft bieten. Die bisherigen Verfahren zur Biowasserstoff-erzeugung befinden sich noch im Stadium der Grundlagenforschung und sind noch nicht industriell einsatzfähig. Da sich das Forschungsprojekt „Biogener Wasserstoff“ aber auf die Entwicklung einer ökologischen und gleichzeitig ökonomischen Technologie konzentriert, gehen wir von einer schnellen und umfassenden Wertschöpfung für die regionale Wirtschaft aus“, so Weber.

Das Projekt „Weiße Biotechnologie zur Wasserstoffsynthese. Entwicklung von Verfahrensgrundlagen zur Gewinnung biogenen Wasserstoffes in neuartigen Photobioreaktoren durch eine interdisziplinäre Nachwuchsforschergruppe“ wird vom 1. August 2012 bis 31. Dezember 2014 vom Europäischen Sozialfond gefördert. Die Forschergruppe besteht aus einem Projektleiter, sieben Nachwuchsforschern und einer technischen Assistentenstelle und ist an den folgenden Professuren der TU Dresden beheimatet: Fakultät Maschinenwesen: Professuren Bioverfahrenstechnik, Chemische Verfahrens – und Anlagentechnik, Wasserstoff- und Kernenergietechnik, Material-wissenschaft und Nanotechnik und Fakultät Wirtschaftswissenschaften: Lehrstuhl betriebliche Umweltökonomie sowie Fakultät Mathematik und Naturwissenschaften: Lehrstuhl für Physikalische Chemie, Mess- und Sensortechnik.

Quelle: TU Dresden

 

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