Zu einem Informationsbesuch bei der OTH Regensburg am 15.07.2023 hatte die Akademie Ostbayern Böhmen (AOB) im Rahmen ihres Jahresprogramms „Ressourcen nachhaltig nutzen – innovative Wege in Ostbayern und Böhmen“ in der Fakultät für Angewandte Natur- und Kulturwissenschaften der OTH eingeladen.
Hier wird aktuell erforscht, wie das Treibhausgas CO 2 in den flüssigen Kraftstoff Ethanol umgewandelt wird und so in den Energiekreislauf zurückgeführt werden kann.
Text: Hans-Peter Weiß
Fotos: Hans-Peter Weiß und Johann Fischer
Die Besuchergruppe unter der Leitung des AOB-Vorsitzenden
Josef Schönhammer und Programmkoordinators Hans Fischer wurde von Prof. Dr. Martin Kammler in die Thematik eingeführt. Treibhausgase haben einen wesentlichen Einfluss auf unser Klima dessen Veränderungen schon längst zu spüren sind. Zusammen mit der Technischen Hochschule Deggendorf und der Firma Infineon Technologies AG, Regensburg wird noch bis 2024 an dem Projekt geforscht, das über das Bundesprogramm „Forschung an Fachhochschulen in Kooperation mit Unternehmen“ gefördert wird.
„Hier an der OTH entwickeln wir einen Katalysator, mit dem das Treibhausgas CO 2 in den synthetischen Flüssigkraftstoff Ethanol umgewandelt wird“, erklärte Kammler. Das Grundprinzip ist, dass Umgebungsluft durch einen Abscheideapparat strömt, der einen Teil des CO 2 entzieht. Die chemische Bindung des CO 2 zu Ethanol, das von vielen Industriezweigen gebraucht wird, erfolgt durch Elektrolyse an einem Katalysator.
Die wirtschaftliche und effiziente Umsetzung wird durch den Einsatz mikro- und nanotechnologischer Strukturierungsmethoden und neuer Graphitstrukturen ermöglicht. Gleichzeitig entsteht ein dringend benötigter dauerhafter Speicher für zeitweilig überschüssige Solar- oder Windenergie in Form von lagerbarem Brennstoff. „Der neue komplex zusammengesetzte Katalysator integriert in einer neuentwickelten Elektrolysezelle eine hohe Ausbeute mit hoher Energieeffizienz und unterdrückt die Bildung unerwünschter Produkte“, verdeutlichte Kammler.
Um dies zu erforschen und zu optimieren, hat sich ein deutschlandweites Forschungsnetzwerk gebildet. Am Ende wird in einem Demonstrator die Umsetzbarkeit für den industriellen Einsatz im Großmaßstab gezeigt. So soll es bald Realität werden, dass aus Brennstoffen nach ihrer Verbrennung klimaneutral erneut Brennstoffe gewonnen werden und überschüssige grüne Energie im Sinne eines ökologischen Kreislaufs ihre Speicherform findet“, erklärte der Physiker Kammler.
Wir geben jedoch weiterhin wesentlich mehr CO 2 in die Atmosphäre ab als wir wieder rausholen. „Der durch den Menschen verursachte CO 2 Eintrag in die Atmosphäre wird in den nächsten 20 Jahren sicherlich wesentlich größer sein, als was wir aus der Atmosphäre wieder rausholen“, meinte der Fachmann abschließend.
Prof. Kammler erläuterte außerdem eine hochempfindliche Sensortechnologie, mit der schwer abbaubare organische Substanzen wie beispielsweise Medizinrückstände in Kläranlagen besser als bislang aufgespürt werden können. Aufgrund des täglichen Gebrauchs zahlreicher Weichmacher, Medikamente und Kosmetika gelangen diese Substanzen über Ausscheidungen oder Entsorgung in den Wasserkreislauf.
Die konventionellen Reinigungsstufen (eine mechanische und zwei biologische) in Kläranlagen zur Reinigung von öffentlichen und vornehmlich industriellen Abwässern können die Spurenstoffe daraus zumeist nicht ausreichend aus dem Wasser entfernen. Dennoch sind Lösungen für die 4. Reinigungsstufe aufgrund eines hohen Investitions- und Energiebedarfs bislang nicht weit verbreitet. Somit gelangen Spurenstoffe in die Umwelt mit Folgen für die Fauna und ungewissen Folgen über unsere eigene Nahrungskette, berichtete der Physiker. Ziel des Projekts ist die Entwicklung einer solchen neuen
4. Reinigungsstufe zur Entfernung von persistenten, organischen
Verbindungen und zur Desinfektion.
Ein Blick in die Reinraumlabore des Instituts und eine kurze Demonstration an einem Rasterelektronenmikroskop rundete den Besuch ab.