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
X

DWN-Wochenrückblick

Weniger E-Mails, mehr Substanz: Der DWN-Wochenrückblick liefert 1x/Woche die wichtigsten Themen kompakt als Podcast. Für alle, deren Postfach überläuft.

E-mail: *

Ich habe die Datenschutzerklärung sowie die AGB gelesen und erkläre mich einverstanden.

DWN
Politik
Politik Deutschland entkommt russischem Gas und landet in der nächsten Falle
08.09.2026

Deutschland hat sich vom russischen Pipelinegas gelöst und setzt nun stark auf Flüssiggas. Doch inzwischen kommt ein Großteil des...

DWN
Wirtschaft
Wirtschaft Der Winter kommt und Deutschlands Gasspeicher sind fast leer
08.09.2026

Deutschlands Gasspeicher sind deutlich schlechter gefüllt als vor einem Jahr. Ein sehr kalter Winter könnte die Reserven bereits Anfang...

DWN
Technologie
Technologie Kündigungsgefahr: Was Arbeitnehmer online auf Social Media posten dürfen – und was nicht
08.09.2026

Meinungsfreiheit ist nicht grenzenlos. Wann Social-Media-Aktivitäten arbeitsrechtliche Folgen haben und worauf Beschäftigte achten...

DWN
Finanzen
Finanzen Zucker-Preis schlägt die Rendite des S&P 500
08.09.2026

Der Zucker-Preis ist im August um 21,5 Prozent gestiegen und hat damit den stärksten Monat seit 2010 erlebt. Seit Jahresbeginn liegt die...

DWN
Panorama
Panorama Pisa-Schock 2.0: Deutschlands Schüler erreichen historisches Tief
08.09.2026

Deutschlands Schüler schneiden bei Pisa so schlecht ab wie nie zuvor. Das kommt nicht überraschend. Wirksame Gegenmittel? Fehlanzeige.

DWN
Wirtschaft
Wirtschaft Maschinenbauer verlagern Forschung zunehmend ins Ausland
08.09.2026

Vier von zehn Unternehmen entwickeln neue Produkte bereits außerhalb Deutschlands. Mittelfristig dürfte der Auslandsanteil deutlich...

DWN
Politik
Politik Aufregung in Russland: Putin lässt wählen
08.09.2026

Russland bereitet sich auf die Duma-Wahlen vor. Unser dänischer Korrespondent beobachtet dies mit Spannung - schließlich stimmen die...

DWN
Unternehmen
Unternehmen Microsoft zieht sich zurück: Ein slowenisches Unternehmen übernimmt die Sicherheit von Office 2021
08.09.2026

Microsoft wird im Oktober den Support für Office 2021 einstellen. Das slowenische Unternehmen Acros Security bietet Nutzern jedoch die...