Wie zukünftig Bioplastik hergestellt wird

Karlsruhe – Die Herstellung von Plastik basiert bisher auf dem Rohstoff Erdöl. Wenn Mikroorganismen künftig umwelt- und ressourcenschonendes Bioplastik unter Einsatz von erneuerbaren Energien produzieren können, dann bedeutet dies viefältige Einsatzmöglichkeiten. Grund genug für die Bundesregierung, in solche Forschungsprojekte zu investieren.

Im Rahmen eines dreijährigen Projektes soll für die Herstellung von Bioplastik ein neuer Biokatalysator entwickelt werden. Bei der ressourcenschonenden mikrobiellen Elektrosynthese kommen Kohlendioxid (CO2) als Rohstoff sowie regenerative Energien zum Einsatz. Durchgeführt wird das vom Bundesforschungsministerium (BMBF) geförderte Forschungsprojekt „BioElectroPlast“ am Karlsruher Institut für Technologie (KIT).

BioElectroPlast: CO2 wird zum Rohstoff für Bioplastik

In dem neuen Porjekt setzen die KIT-Forscher Mikroorganismen ein, die aus Rauchgas, Luft sowie Strom aus erneuerbaren Quellen das Polymer Polyhydroxybuttersäure produzieren. Das am KIT-Institut für Angewandte Biowissenschaften (IAB) unter Leitung von Professor Johannes Gescher koordinierte Projekt „BioElectroPlast“ zielt auf ein Verfahren zur Herstellung von Bioplastiken ab, das Ressourcen schont und Kosten spart. Darüber hinaus ist „BioElectroPlast“ darauf ausgerichtet, das Treibhausgas Kohlendioxid (CO2) als günstigen, überall verfügbaren Rohstoff in die Wertschöpfungskette einzubauen sowie erneuerbare Energien einzubinden.

Vorteile der Elektrosynthese: Keine hohen Drücke und Temperaturen

Die Wissenschaftler bauen dabei auf die noch relativ junge mikrobielle Elektrosynthese: Vor rund sechs Jahren beschrieben Forscher in den USA erstmals, wie bestimmte Mikroorganismen auf einer Kathode wachsen, dabei CO2 fixieren und die Kathode als alleinige Energie- und Elektronenquelle nutzen. Ein chemischer Prozess dagegen verlangt hohe Drücke und Temperaturen, das heißt einen hohen Energieeinsatz sowie teure Katalysatoren. Bisher wurden mit der mikrobiellen Elektrosynthese meist Acetate – Salze der Essigsäure – produziert. „Wir haben den Prozess dahingehend optimiert, dass wir den Mikroorganismen mehr Energie zur Verfügung stellen, sodass sie komplexere Moleküle – zum Beispiel Polymere – produzieren können“, erklärt Johannes Eberhard Reiner vom IAB des KIT.

EnBW „stiftet“ benötigtes CO2

Projektpartner des IAB sind der Lehrstuhl für Wasserchemie und Wassertechnologie von Professor Harald Horn am Engler-Bunte-Institut (EBI) und die Gruppe Bioprozesstechnik und Biosysteme unter Leitung von Professor Andreas Dötsch am Institut für Funktionelle Grenzflächen (IFG) des KIT sowie die Universität Freiburg und die EnBW AG. EnBW engagiert sich in diesem Projekt, um so den CO2-Ausstoß bei der Kohleverbrennung weiter zu reduzieren. Die Forscher werden ihre Reaktoren direkt im Kohlekraftwerk der EnBW am Rheinhafen Karlsruhe testen und dabei die Abgase des Kraftwerks nutzen.

Quelle: IWR Online