EmSpe

Charakterisierung der Elektromethanogenese zur optimalen EnergieSpeicherung

Die Internationale Energie Agentur IEA geht davon aus, dass sich bis 2040 der Bedarf an elektrischer Speicherkapazität in etwa um den Faktor 50 steigern wird. Power-to-Gas (PtG-) Konzepte bilden hierfür vielversprechende Ansätze. Die Herausforderung im Projekt EmSpe ist die Erforschung einer neuen mikrobiellen Technik zur Entwicklung eines Speichersystems für erneuerbare Energien in Form von Methan, der Elektromethanogenese. Diese besteht im Gegensatz zu anderen PtG-Konzepten mit Methan als Produkt aus einem einstufigen System. Innerhalb eines Reaktors wird durch das Anlegen einer Spannung und der Zugabe von Kohlenstoffdioxid und mit der Hilfe von speziellen Mikroorganismen strombasiertes Methan produziert. Die Elektromethanogenese benötigt im Gegensatz zu anderen Verfahren, die aus Strom Methan herstellen keine separate Elektrolyse zur Herstellung von Wasserstoff sowie den damit verbundenen weiteren Anlagenkomponenten. Durch die direkte Aufnahme von Elektronen oder des vor Ort an der Kathode gebildeten Wasserstoffs wird zudem die sehr schlechte Löslichkeit von Wasserstoff in wässrigen Systemen umgangen.

Der Wissensstand über die genauen Abläufe der Umsetzung von elektrischer Energie in Methan ist noch nicht vollständig geklärt. Es ist aktuell noch offen, ob es sich bei der Elektromethanogenese um eine direkte Elektronenaufnahme durch die Mikroorganismen handelt oder ob die Übertragung über das Zwischenprodukt Wasserstoff erfolgt.  Das Projekt EmSpe soll einen Beitrag zur Beantwortung dieser Frage leisten. Dabei werden Reaktionsbedingungen (z.B. pH, Temperatur und verschiedene Drücke) identifiziert, unter denen eine Produktion von Bioerdgas aus Strom und Kohlenstoffdioxid möglich ist.  EmSpe schließt damit eine Lücke im Verständnis der Elektromethanogenese und liefert bei erfolgreicher Umsetzung eine weitere Grundlage zur zukünftigen Energiespeicherung bei gleichzeitiger Nutzung von Kohlenstoffdioxid-haltigen Abgasen bei.  Die Elektromethanogenese kann zu einer nachhaltigen Herstellung von fossilfreiem Biogas beitragen. Projektträger für EmSpe ist das VDI Technologiezentrum. 

Duration
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Budget
206.200
Funding
Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Unit
CC4E - Erneuerbare Energien und Energieeffizienz
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