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
Politik
Politik Cybersicherheit in Europa: EU baut mit GCVE eigene Sicherheitsdatenbank auf
25.01.2026

Die Europäische Union baut mit GCVE ihre digitale Sicherheitsarchitektur gezielt aus und setzt verstärkt auf eigene technische...

DWN
Finanzen
Finanzen Bürotemperatur: Wie kalt darf es bei der Arbeit sein?
25.01.2026

Kalte Hände, steife Schultern und die Konzentration sinkt: Wenn die Bürotemperatur zu niedrig ist, wird Arbeit schnell zur Belastung....

DWN
Wirtschaft
Wirtschaft Europas Stromnetzausbau unter Druck: Netzengpässe gefährden die Energiewende
25.01.2026

Europas Energiewende stößt zunehmend auf infrastrukturelle und regulatorische Grenzen. Entwickelt sich daraus ein Engpass, der...

DWN
Technologie
Technologie Elon Musk: KI nächstes Jahr smarter als Menschen – Strommangel größtes Problem
25.01.2026

Künstliche Intelligenz könnte bereits in diesem Jahr intelligenter sein als der Mensch. Das sagt Tesla-Chef Elon Musk. Gleichzeitig warnt...

DWN
Panorama
Panorama Warren Buffet plant den Nachlass: Warum er 99 Prozent seines Vermögens nicht vererbt
25.01.2026

Warren Buffett setzt bei seinem Nachlass bewusst auf Verantwortung statt Vermögenssicherung. Was sagt dieses Verständnis von Reichtum...

DWN
Wirtschaft
Wirtschaft Er ist der neue Anführer der freien Welt
24.01.2026

Nachdem der Sturm rund um die Grönland-Krise abgeklungen ist, zeichnen sich beim Gipfeltreffen in Davos plötzlich die Konturen einer...

DWN
Panorama
Panorama UN warnt vor weltweitem Wasserbankrott: Seen, Grundwasser und Gletscher schrumpfen
24.01.2026

Seen schrumpfen, Grundwasserspiegel fallen, Feuchtgebiete verschwinden: Laut UN steht die Welt am Beginn eines neuen Zeitalters. Es geht...

DWN
Wirtschaft
Wirtschaft Pharma-Aktien am Wendepunkt: Bringt 2026 eine Trendwende?
24.01.2026

Nach schwachen Kursjahren rückt der Gesundheitssektor wieder in den Fokus internationaler Investoren. Stehen Pharma-Aktien vor einer...