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
Anzeige
DWN
Finanzen
Finanzen Gestiegene Betriebskosten: Wachsender Druck auf Produktionsbetriebe

Die deutsche Wirtschaft steht im Jahr 2026 vor enormen Herausforderungen, welche die Gewinnspannen der Betriebe spürbar verringern. Laut...

DWN
Finanzen
Finanzen US-Märkte im Überblick: US-Aktien schließen uneinheitlich, während sich die Rendite 10-jähriger Anleihen 5,2 Prozent nähert
24.09.2026

Erfahren Sie, welche Kräfte die Wall Street aktuell in Atem halten und was das für Ihre Anlagen bedeutet.

DWN
Politik
Politik Debatte im Bundestag: Neuer Anlauf für umstrittene Widerspruchsregelung bei Organspenden
24.09.2026

Tausende schwerkranke Patienten warten dringend auf ein Spenderorgan wie eine Niere oder eine Leber. Um die Zahl der Transplantationen zu...

DWN
Politik
Politik Tiefe Gräben beim Staatsvertrauen: Wie die Bürger das politische System bewerten
24.09.2026

Während eine breite Mehrheit der Bevölkerung in Deutschland nach wie vor auf die Qualität der Demokratie vertraut, offenbart eine neue...

DWN
Wirtschaft
Wirtschaft Audi China-Modelle: Diese Elektroautos will Audi in Deutschland stoppen
24.09.2026

Audi entwickelt Elektroautos eigens für China, doch plötzlich stehen sie bei Händlern in Deutschland. Was wie ein Erfolg der eigenen...

DWN
Politik
Politik EuGH-Urteil zu Energiepreisen: Grundsatzentscheidung stärkt Rechte der Verbraucher und widerspricht dem BGH
24.09.2026

Jahrelang zu hohe Beträge für Wärme gezahlt? Nach einer Grundsatzentscheidung des Europäischen Gerichtshofs verjähren...

DWN
Technologie
Technologie Rückgang bei Industrierobotern: Deutschland droht im weltweiten Wettlauf den Anschluss zu verlieren
24.09.2026

Trotz seiner führenden Rolle bei der industriellen Automatisierung in Europa gerät der Standort Deutschland im globalen Vergleich ins...

DWN
Politik
Politik Atempause beim Tanken vorbei? Spritpreise steigen wieder an
24.09.2026

Autofahrer müssen nach einer kurzen Verschnaufpause an den Zapfsäulen wieder mit höheren Ausgaben rechnen. Obwohl Benzin und Diesel im...

DWN
Technologie
Technologie Experten schlagen Alarm: Forderungen nach grundlegendem Umdenken bei KI-Konzernen
24.09.2026

Angesichts potenziell unkontrollierbarer Gefahren durch Künstliche Intelligenz dringen Fachleute auf neue Regeln für die führenden...