eBioH2

Laufzeit: 01.07.2021-31.12.2023
Fördermittelgeber: Fokus Forschung Hochschulen für angewandte Wissenschaften - : MFW NRW FF HAW / Förderkennzeichen:2009hk003

Ausgangssituation:

Wasserstoff ist ein zukunftsweisender Energieträger für die Industrie und mobile Systeme. Seine Vorteile liegen in der einfachen Produktion, einer unbegrenzten Rohstoffverfügbarkeit von Wasser und seiner Eigenschaft, emissionslos zu Wasser zu verbrennen. Zurzeit wird Wasserstoff überwiegend aus fossilen Rohstoffen hergestellt, insbesondere in Petroraffinerien. Als Alternative steht die Elektrolyse von Wasser unter Einsatz elektrischer Energie zur Verfügung. Dieses Verfahren stellt sehr hohe Anforderungen an die Reinheit des zu elektrolysierenden Wassers und benötigt kostspielige Elektrodenmaterialien. Die Energie wird dabei zumeist aus Sonnen- bzw. Windenergie eingesetzt und ist somit wetter- und standortabhängig. Wasserstoff lässt sich jedoch auch durch Fermentation aus Biomasse herstellen, das soll in diesem Vorhaben erprobt werden.

Das Projekt:

Im Projekt eBioH2 wird fachbereichsübergreifend von Prof. Tippkötter (BioVT- Projektleitung), Prof. Kuperjans (NOWUM-Energy) sowie Prof. Torsten Wagner (INB) (alle FH Aachen) ein profibildendender Forschungsschwerpunkt der FH Aachen, nämlich die Wasserstoffgewinnung aus Reststoffen als Alleinstellungsmerkmal, erarbeitet.

Zur Realisierung werden thermophile Mikroorganismen eingesetzt, um nachwachsende Rohstoffe in Wasserstoff zu konvertieren. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Verwertung von regionalen Bioreststoffen wie der Biotonne. Nach einer Aufreinigung kann der Wasserstoff in der Industrie oder als Treibstoff genutzt werden. Dieser wetterunabhängige Prozess kann also dezentral kontinuierlich Wasserstoff zur Verfügung stellen

An der FH Aachen wurden dazu verschiedene Fermenter aufgebaut, um den Prozess zu erforschen und zu charakterisieren. Ergänzend erfolgt eine wirtschaftliche Bewertung des Prozesses. Erste Ergebnisse zeigen im Labormaßstab, dass Substrate wie Weidegräser, Bioabfall, Stroh, Hölzer, etc. sehr gut geeignet sind, um daraus Wasserstoff zu erzeugen. Eine Umsetzung des Prozesses in einen 10 L kontinuierlichen Prozess erfolgt aktuell.

Ziele:

Ziel der Forschung ist ein neuer Reaktortyp, der zum einen kontinuierlich aus nachwachsenden Rohstoffen Wasserstoff produziert, zum anderen bedarfsgerecht elektrische Überschussenergie aufnehmen und in zusätzlichem Wasserstoff speichern kann. Neben dem biotechnologischen Schwerpunkt (Umgang mit anaeroben Mikroorganismen und Elektrofermentation), den Prof. Tippkötter federführend vorantreibt, ergänzt Prof. Kuperjans durch ihre Expertise in den Feldern Biogasproduktion, Energiesysteme und Lebenszyklusbewertung das Projekt. Prof. Wagner unterstützt das Projekt mit seinen Kenntnissen in den Bereichen Steuer- und Regelungstechnik sowie Sensorik in Reaktoren.