Nachhaltige Energie aus Abwässern und Biomasse gewinnen

FH Münster

Energie
Projekt HyTech: FH Münster und Projektpartner erforschen die dunkle Fermentation


In Zukunft nachhaltige Energie zu produzieren, ist eine große Herausforderung für Forschung und Industrie. Dieser Aufgabe stellen sich Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fachbereichs Energie – Gebäude – Umwelt der FH Münster. Im neuen Projekt HyTech untersucht das Team um Dr. Elmar Brügging mit Partnern aus der Industrie regenerative Möglichkeiten der Wasserstofferzeugung.

„In den nächsten zehn bis 20 Jahren wird es wichtig und erforderlich sein, grünen Wasserstoff zu erzeugen“, sagte Projektingenieur Tobias Weide bei einem Auftaktmeeting auf dem Steinfurter Campus der Hochschule. Da es sich bei grünem Wasserstoff um einen Energieträger handelt, für den keine fossilen Brennstoffe genutzt werden, mindere dies den CO2-Ausstoß deutlich. Eine Möglichkeit, nachhaltig Wasserstoff zu produzieren, sehen die Forscherinnen und Forscher in der dunklen Fermentation. Das Verfahren nutzt als Rohstoffe Biomasse, Reststoffe und Abwässer zur biologischen Wasserstofferzeugung. Dabei werden diese bisher nicht genutzten Rohstoffe zu grünem Wasserstoff umgesetzt. Das Verfahren befindet sich aktuell noch in der Entwicklung.

„Es gibt bei diesem Verfahren sicherlich einen Forschungsrückstand im Vergleich etwa zur Biogasforschung“, so Brügging. „Unser Fachbereich forscht seit drei bis vier Jahren daran.“ Bei der dunklen Fermentation werden organische Stoffe in einer zweistufigen Versuchsanlage von Mikroorganismen unter Abwesenheit von Sauerstoff und Licht vor allem in Wasserstoff und flüchtige organische Säuren umgewandelt. Unter anderem hat die Forschergruppe bereits im Vorfeld Abwässer aus der Lebensmittelindustrie auf ihr Wasserstoffpotenzial untersucht. „Besonders ertragreich sind stärke- und zuckerhaltige Abwässer“, zog Brügging als vorläufiges Fazit. Dabei handelt es sich um Abwässer, die bisher weitgehend ungenutzt bleiben.

Im auf drei Jahre angelegten HyTech-Projekt wird das Team die Forschung um die dunkle Fermentation nun vorantreiben. In zwei Versuchsanlagen werden unterschiedliche Reaktoren und Prozessparameter getestet, um die Produktion von Wasserstoff möglichst stabil und effizient zu gestalten und so das nutzbare Reststoffspektrum zu erweitern. Sie wollen auch die Nutzungsmöglichkeiten des erzeugten Wasserstoffs überprüfen und testen, welche zusätzlichen Verfahrensschritte nötig sind, um den erzeugten grünen Wasserstoff ins Erdgasnetz einzuspeisen oder ihn zum Beispiel in Brennstoffzellen oder auch in der Industrie nutzen zu können.

Dazu arbeiten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler mit der Berliner Firma BlueMethano GmbH zusammen, die die anstehenden Versuche gasanalytisch begleiten und unter anderem Gasmesstechnik bereitstellen wird, um das Volumen des erzeugten Wasserstoffs zu bestimmen. „Im Rahmen des Projekts wollen wir einen für Wasserstoffgasgemische geeigneten Gaszähler entwickeln und bauen“, sagt BlueMethano-Geschäftsführer Markus Huth. Das Kölner Ingenieurbüro EMCEL steht dem Team in wirtschaftlichen Fragen zur Seite und prüft, welche Entwicklungen notwendig sind, damit der grüne Wasserstoff am Markt bestehen kann. „Für die Industrie wäre es sicher interessant, wenn Firmen aus ihren eigenen Abwässern Energie produzieren und selbst nutzen können“, so Momoko Kristuf von EMCEL. „Womöglich können damit Gabelstapler oder LKW betankt werden.“

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