DUEME

X-Energy: DUEME

Das X-Energy Teilprojekt DUEME (Direkte Umwandlung des Elektrons in Methan) erforscht mögliche Methoden für eine nachhaltige Stromspeicherung der Zukunft. Der Fokus liegt dabei auf einer neuen und vielversprechende Power-to-Gas (PtG)-Technologie, der sogenannten Elektromethanogenese. Bei dieser wird Überschussstrom genutzt, um Kohlenstoffdioxid mit Hilfe von Mikroorganismen in Methan umzuwandeln. Die Energie wird so in einer chemischen Verbindung speicherbar und kann fossiles Erdgas ersetzen, das vor allem aus Methan besteht. Das Methan kann im Anschluss in das bereits existierende Erdgasnetz ohne Probleme eingespeist und als grüner Energieträger genutzt werden. So trägt DUEME zur Dekarbonisierung der Energieversorgung bei.

Die Elektromethanogenese ist ein alternatives PtG-Verfahren, bei dem die bisher separat durchgeführten Prozessschritte „Elektrolyse“ und „Methanisierung“ kombiniert werden. Es erfolgt eine direkte Umwandlung des CO₂ mit Elektronen zu Methan, ohne zwischengeschaltete Elektrolyse. Dazu wird erneuerbar erzeugter Strom verwendet. Im Gegensatz zu einer herkömmlichen biologischen Methanisierung, bei der Wasserstoff in einen Bioreaktor gegeben werden muss, wird eine deutlich bessere Effizienz erwartet, da der Prozess nicht durch die schlechte Löslichkeit von Wasserstoff im Wasser limitiert wird.

Das Projekt DUEME beinhaltet fünf Arbeitspakete (AP). Das erste AP umfasst die Planung und Beschaffung der Instrumente für die Untersuchung der Elektromethanogenese. Im zweiten AP werden verschiedene Archaeen isoliert, kultiviert und eine molekularbiologische und biochemische Untersuchung dieser Kulturen bzw. verschiedener Referenzkulturen in den H Zellen durchgeführt. Im dritten und vierten AP werden unbekannte Stoffwechselwege untersucht. Das fünfte AP beschäftigt sich mit der Demonstration der Elektromethanogenese.

Im Projekt DUEME wurden bisher vier verschiedene hochangereicherte methanogene Kulturen von verschiedenen Umweltproben unter zur Hilfenahme der Elektromethanogenese isoliert. Diese Kulturen wurden auf ihre Reinheit und elektrochemischen Eigenschaften hin untersucht. Dabei wurde eine im Projekt weiter entwickelte H-förmige Zelle verwendet, die die nähere Untersuchung bioelektrochemischer Reaktion gewährleistet.

Neben den weiter entwickelten H-Zellen wird ein halb-automatisierter H-Reaktor für eine genauere Untersuchung der Elektromethanogenese konstruiert. Dabei werden verschiedene physikalischen Größen betrachtet, um eine gezielte Steuerung der Elektromethanogenese zu entwickeln.

Projektlaufzeit
-
ProjektBudget
378.800
Mittelgeber
Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Einrichtungen
CC4E - Erneuerbare Energien und Energieeffizienz
x