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 EU passt Regeln im Emissionshandel an: Entlastung für die Industrie in Sicht?
02.04.2026

Die EU stellt zentrale Weichen im Emissionshandel neu und rückt dabei die Wettbewerbsfähigkeit der Industrie stärker in den Fokus....

DWN
Politik
Politik Investmentpläne vor dem Iran-Krieg: Pete Hegseths BlackRock-Investition im Fokus
02.04.2026

Vor dem Iran-Krieg rücken mögliche Verbindungen zwischen US-Verteidigungsminister Pete Hegseth, BlackRock und den Finanzmärkten in den...

DWN
Politik
Politik Mehrwertsteuererhöhung auf 21 Prozent? Mehr Belastung für die Älteren und weniger für die Jüngeren
02.04.2026

Die Bundesregierung prüft eine Mehrwertsteuer-Erhöhung auf 21 Prozent. Trotz Mehreinnahmen für den Staatshaushalt sind Ökonomen...

DWN
Immobilien
Immobilien Förderprogramm "Gewerbe zu Wohnen": Leere Büros sollen neue Wohnungen werden
02.04.2026

In vielen Innenstädten stehen etliche Büros, Kaufhäuser, Hotels oder Geschäfte leer. Gleichzeitig herrscht Wohnungsmangel. Das Programm...

DWN
Politik
Politik Teilkrankschreibung im Job: Krankengeld soll in vier Stufen ausgezahlt werden
02.04.2026

Wenn Beschäftigte erkrankt sind und eine ärztliche Bescheinigung bekommen, fallen sie im Prinzip komplett aus. Über flexiblere Regeln...

DWN
Wirtschaft
Wirtschaft Krise am Kerosinmarkt: Steht Europa vor Flugausfällen und steigenden Ticketpreisen?
02.04.2026

Steigende Kerosinpreise und gestörte Lieferketten setzen den globalen Luftverkehr zunehmend unter Druck. Droht durch die Krise am...

DWN
Finanzen
Finanzen US-Marktbericht: Wall Street steigt aufgrund von Hoffnungen auf Iran-Waffenstillstand vor Trump-Ansprache
01.04.2026

Ein plötzlicher Stimmungswandel sorgt für grüne Vorzeichen an den Börsen, doch ein anstehendes politisches Statement könnte alles...

DWN
Wirtschaft
Wirtschaft Steigende Spritpreise in Europa: Bekommt das Elektroauto neuen Rückenwind?
01.04.2026

Die stark gestiegenen Kraftstoffpreise rücken Elektroautos und den europäischen Automarkt erneut in den Fokus wirtschaftlicher Debatten....