Sonnenlicht verwandelt Lebensmittelabfälle in Rohstoffe
2,5 Millionen Euro vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) für ein CO₂-Nutzungsprojekt mit Partnern aus Wissenschaft und Industrie.
Die Technische Universität München (TUM) hat die Förderzusage für ein neues Forschungsprojekt zur innovativen Nutzung von Kohlendioxid (CO₂) erhalten. Das Projekt mit dem Titel „Computergestützte Hochdurchsatztestung für das lichtgetriebene Trockenreformieren von Biogas zu Synthesegas (CHATS)“ wird vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) mit rund 2,5 Millionen € gefördert und umfasst sowohl akademische als auch industrielle Partner.
Ziel von CHATS ist die Entwicklung eines solarbetriebenen Verfahrens zur Umwandlung von Biogas in Synthesegas, einen wichtigen Rohstoff für die chemische Industrie. Mithilfe eines gekoppelten thermo-photokatalytischen Ansatzes werden Methan (CH₄) und CO₂ in ein Gemisch aus Kohlenmonoxid (CO) und Wasserstoff (H₂) umgewandelt. Synthesegas ist ein zentrales Zwischenprodukt für die Herstellung von Polymeren, Kraftstoffen und Grundchemikalien.
Biogas entsteht üblicherweise durch die Vergärung organischer Abfälle wie Lebensmittelresten. Während Methan eine besonders starke Treibhauswirkung hat, entstehen im Fermentationsprozess auch große Mengen CO₂, das derzeit vor der Nutzung des Biogases zur Wärme- oder Stromerzeugung abgetrennt werden muss. Dieser zusätzliche Verarbeitungsschritt verringert die Gesamteffizienz.
Das CHATS-Projekt untersucht einen alternativen Ansatz: Anstatt Kohlendioxid abzutrennen und freizusetzen, werden Methan und CO₂ gemeinsam chemisch aufgewertet. Der Prozess wird hauptsächlich durch solare Einstrahlung angetrieben und kombiniert photochemische Aktivierung mit solarer Erwärmung. Langfristig soll so die stoffliche Nutzung biogenen CO₂ ermöglicht und neue Wege zu langlebigen kohlenstoffhaltigen Produkten eröffnet werden.
Das Projekt wird koordiniert von Prof. Helge S. Stein (Professur für Digitale Katalyse) und der Co-Sprecherin Prof. Jennifer Strunk (Lehrstuhl für Industrielle Chemie und Heterogene Katalyse). Weitere Partner sind das Karlsruher Institut für Technologie (KIT), das Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse (ITAS) sowie die Unternehmen Dunia Innovations GmbH und Kloh GmbH, das eine Biogasanlage betreibt, in der Lebensmittelabfälle aus regionalen Quellen (u.a. Universitätsmensen) verarbeitet werden.
Durch die Verknüpfung regionaler Abfallströme mit solarbetriebener chemischer Umwandlung trägt CHATS dazu bei, Stoffkreisläufe zu schließen und energie- sowie ressourcenintensive Prozessketten zu dekarbonisieren. Das Projekt verbindet Grundlagenforschung mit angewandter Entwicklung und wird von umfassenden techno-ökonomischen sowie Lebenszyklusanalysen begleitet.