Technologie

Fraunhofer entwickelt Verfahren zur Herstellung von Kunststoff aus Kohlendioxid

Beim Kampf gegen den Klimawandel denken sich die Wissenschaftler immer neue Konzepte aus. Jetzt haben Forscher vom Fraunhofer-Institut für Firmen eine besondere Lösung gefunden.
15.08.2021 10:00
Lesezeit: 1 min

Seit dem 1. Januar 2021 werden die Kohlendioxid-Emissionen aus der Verbrennung fossiler Kraftstoffe bepreist – produzierende Unternehmen müssen also für ihre Emissionen zahlen. Viele Betriebe suchen daher nach neuen Wegen. Wie lassen sich die Kosten, die mit der Bepreisung von Kohlendioxid-Emissionen verbunden sind, senken?

Eine Antwort zeigen Fraunhofer-Forscher am "Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB" auf: Sie nutzen das Kohlendioxid als Rohstoff, etwa für Kunststoffe. Dazu stellen sie aus Kohlendioxid zunächst Methanol und Ameisensäure her, die sie mit Hilfe von Mikroorganismen zu Bausteinen für Polymere umwandeln - also für chemische Stoffe, die die Grundlage für die Herstellung von Kunststoffen darstellen.

Beide Projekte bearbeiten sie im Verbund mit mehreren Fraunhofer-Instituten. "Wir nutzen das Kohlenstoffdioxid als Rohstoffquelle", sagt Jonathan Fabarius, Themenfeldleiter für die Mikrobielle Katalyse am IGB. "Dazu verfolgen wir zwei Ansätze: Erstens die heterogene chemische Katalyse, bei der wir das Kohlendioxid mit einem Katalysator zu Methanol umsetzen. Zweitens die Elektrochemie, mit der wir aus dem Kohlendioxid Ameisensäure produzieren."

Hintergrund: Die Besonderheit liegt nicht allein in dieser Kohlendioxid-basierten Methanol- und Ameisensäure-Herstellung, sondern in der Kombination mit der Biotechnologie, genauer gesagt mit Fermentationen durch Mikroorganismen. Die Forscher stellen aus dem klimaschädlichen Abfallprodukt Kohlenstoffdioxid zunächst einmal Methanol und Ameisensäure her. Diese nutzen sie wiederum als "Futter" für Mikroorganismen, die daraus weitere Produkte produzieren. Ein Beispiel für ein solches Produkt sind organische Säuren, die als Bausteine für Polymere verwendet werden. Man könnte auf diese Weise Kohlendioxid-basierten Kunststoff herstellen. Auch Aminosäuren lassen sich so produzieren, etwa als Nahrungsergänzungs- oder Futtermittel.

Der neuartige Ansatz bietet zahlreiche Vorteile. "Wir können gänzlich neue Produkte realisieren, aber auch den Kohlendioxid-Fußabdruck klassischer Produkte verbessern", konkretisiert Fabarius. Während konventionelle chemische Prozesse viel Energie und teilweise toxische Lösungsmittel benötigen, lassen sich die Produkte mit Mikroorganismen bei milderen und energieeffizienteren Bedingungen produzieren – schließlich wachsen die Mikroben in umweltfreundlicheren wässrigen Lösungen.

Das Forscherteam arbeitet an der gesamten Herstellungskette: Angefangen bei den Mikroorganismen über die Genveränderungen bis hin zum Hochskalieren der Produktion. Während einige Herstellungsprozesse sich noch im Laborstadium befinden, werden andere Produkte bereits in ersten Bioreaktoren mit einem Fassungsvermögen von zehn Litern hergestellt. Was die industrielle Anwendung solcher Prozesse angeht, so sieht Fabarius diese eher mittel- bis langfristig – zehn Jahre seien ein realistischer Zeithorizont. Doch: Der Handlungsdruck auf die Industrie, neue Prozesse zu etablieren, nimmt zu.

Mehr zum Thema
Bleiben Sie über das Thema dieses Artikels auf dem Laufenden Klicken Sie auf [+], um eine E-Mail zu erhalten, sobald wir einen neuen Artikel mit diesem Tag veröffentlichen
DWN
Politik
Politik Trump droht Iran mit Angriffen auf zivile Infrastruktur
15.07.2026

Der US-Präsident droht dem Iran erneut mit Angriffen auf Brücken und Kraftwerke. Ob die iranische Führung einlenkt und Verhandlungen...

DWN
Wirtschaft
Wirtschaft Russische Wirtschaft: China legt den Kreml an die technologische Leine
15.07.2026

Russland pumpt Milliarden in seine Rüstungsindustrie, doch die Wirtschaft schrumpft, die Inflation steigt und die Devisenreserven...

DWN
Wirtschaft
Wirtschaft Chinas Wirtschaft gerät ins Stocken: Experten zweifeln an den Zahlen
15.07.2026

Chinas Wirtschaft wächst weiter, doch hinter den offiziellen Zahlen zeigen sich immer tiefere Risse. Während Exporte und KI die...

DWN
Finanzen
Finanzen ASML-Aktie überrascht mit starken Quartalszahlen
15.07.2026

Die ASML-Aktie setzt ihren Höhenflug fort: Der Chipausrüster hebt nach überraschend starken Quartalszahlen erneut seine Prognose an und...

DWN
Finanzen
Finanzen Aktienrenditen: Warum die Rekordbörsen zur Gefahr werden
15.07.2026

Die Börsen steigen, die Rekorde fallen und künstliche Intelligenz treibt die Kurse weiter nach oben. Doch je höher die Bewertungen...

DWN
Finanzen
Finanzen Paypal-Aktie: Stripe und Advent wollen Bezahldienst kaufen
15.07.2026

Die angeschlagene Paypal-Aktie rückt plötzlich wieder ins Rampenlicht: Ein milliardenschweres Übernahmeangebot von Stripe und Advent...

DWN
Panorama
Panorama EU schrumpft: Europa verliert Millionen Einwohner
15.07.2026

Europa steuert auf einen historischen Bevölkerungsrückgang zu, gleichzeitig steigt die Lebenserwartung auf ein Rekordniveau. Warum diese...

DWN
Wirtschaft
Wirtschaft Fahrermangel: Europas Lieferketten droht der Kollaps
15.07.2026

Eine halbe Million Lkw-Fahrer fehlen in Europa, allein in Deutschland sind rund 120.000 Stellen unbesetzt. Besonders kleine Speditionen...