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
article:fokus_txt
DWN
Immobilien
Immobilien Wohnungslos trotz Job: Wohnungsnot betrifft in Deutschland zunehmend Erwerbstätige
29.08.2025

Die Wohnungslosenzahlen steigen in Deutschland rasant: 474.700 Menschen gelten aktuell als wohnungslos – das sind 8 Prozent mehr als...

DWN
Wirtschaft
Wirtschaft Inflationsrate klettert auf 2,2 Prozent: "Inflation ist hartnäckiger als gedacht"
29.08.2025

Die Inflation in Deutschland bleibt ein zentrales Thema: Verbraucherpreise steigen, Kaufkraft sinkt und Ökonomen warnen vor anhaltender...

DWN
Politik
Politik Russland: Angriff auf Ukraine zerstört Hoffnung auf Friedensgespräche
29.08.2025

Ein russischer Luftangriff erschüttert die fragile Hoffnung auf Frieden im Ukraine-Krieg. Während in Kiew zahlreiche Opfer beklagt...

DWN
Unternehmen
Unternehmen Zwischen Kontrolle und völliger Freiheit: Welcher Führungsstil ist vorteilhafter?
29.08.2025

In Zeiten, in denen Gehälter immer seltener das entscheidende Kriterium im Wettbewerb um Arbeitskräfte sind, müssen Arbeitgeber etwas...

DWN
Technologie
Technologie DKB-Störung: Kunden bundesweit vom Online-Banking und der App abgeschnitten
29.08.2025

Die Deutsche Kreditbank kämpft aktuell mit einer massiven Störung. Weder Login noch Überweisungen funktionieren zuverlässig – Kunden...

DWN
Finanzen
Finanzen Harvard steigt in Bitcoin ein und widerlegt die eigenen Professoren
29.08.2025

Harvard und Brown halten Millionen in Bitcoin-Fonds. Damit bricht die Kryptowährung endgültig in die Welt der etablierten Finanzeliten...

DWN
Panorama
Panorama Arbeitslosenzahl in Deutschland steigt auf drei Millionen – schuld ist nicht nur das Sommerloch
29.08.2025

Die Arbeitslosigkeit in Deutschland erreicht im Sommer ein Niveau wie seit Jahren nicht mehr. Saisonale Faktoren und wirtschaftliche...

DWN
Panorama
Panorama F-16-Absturz in Polen: Pilot stirbt bei Flugschau-Vorbereitung
29.08.2025

In Polen stürzt ein F-16-Kampfjet während der Flugschau-Vorbereitung ab – der Pilot stirbt. Der Vorfall wirft sicherheitspolitische...