Weiße Biotechnologie zur Wasserstoffsynthese: Entwicklung von Verfahrensgrundlagen zur Gewinnung biogenen Wasserstoffes in neuartigen Photobioreaktoren durch eine interdisziplinäre Nachwuchsforschergruppe
Titel (Englisch)
White biotechnology for syntheses of hydrogen: Development of procedural foundations for acquisition of biogenic hydrogen with novel photo-bio-reactors by an interdisciplinary junior research group
Kurzbeschreibung (Deutsch)
Die TU Dresden richtet zum 1. August 2012 eine interdisziplinäre Nachwuchsforschergruppe „Biogener Wasserstoff“ ein. Die Wissenschaftler wollen eine neuartige Technik für die Herstellung von Wasserstoff mit Bakterien und Algen entwickeln. Die Umwandlung von Wasserstoff in Energie erfolgt CO2-neutral und spielt daher eine entscheidende Rolle im Energie-Mix der Zukunft. Das Projekt wird mit 1,7 Mio. Euro über den Europäischen Sozialfond (ESF) gefördert. Die ingenieurwissenschaftliche Forschung zur Technologieentwicklung in diesem Bereich ist bisher einmalig.rnrnWasserstoff (H2) gilt als universeller Energieträger, bei dessen Verbrennung mit Sauerstoff (O2) reines Wasser (H2O) entsteht, nicht aber das klimaschädliche Kohlenstoffdioxid (CO2). Elektrizität, die in den Brennstoffzellen elektromobiler Fahrzeuge umgewandelt wird, oder Wärme könnten damit klimaschonend produziert werden – wenn Wasserstoff aus regenerativen Quellen gewonnen wird. Bisher entsteht er überwiegend aus fossilen Brennstoffen. rnrnDie Wissenschaftler der Fakultät Maschinenwesen forschen in dem TU-Projekt „Biogener Wasserstoff“ in den nächsten Jahren an einem biotechnischen Verfahren, in dem Wasserstoff auf der Basis natürlicher Ressourcen produziert wird. „Die aktuelle Herausforderung besteht darin, einen technologischen Prozess zu entwickeln, der Sonnenenergie mit Hilfe von Biokatalysatoren in einen „sauberen“ Brennstoff umwandelt. Wenn uns diese technologische Wertschöpfung gelingt, wird biogener Wasserstoff eine entscheidende Rolle im Energiekonzept der Bundesregierung spielen können“, äußert sich Prof. Thomas Bley, Inhaber der Professur für Bioverfahrenstechnik und Fachexperte auf dem Gebiet der Bioenergie.rnrnIn dem Forschungsprojekt „Biogener Wasserstoff“ wird sich auf die Entwicklung einer ökologischen und gleichzeitig ökonomischen Technologie konzentriert. Der Lehrstuhl für Betriebliche Umweltökonomie übernimmt dabei die ökonomische und ökologische Bewertung des Verfahrens und untersucht gleichzeitig den Markt in Hinblick auf Hemmnisse, die der Entwicklung und Anwendung des Verfahrens entgegen stehen.rnrnHemmnisanalysernrnBiogener Wasserstoff bietet eine entscheidende Rolle im Energie-Mix der Zukunft, jedoch fehlt es zunächst an einer klimaschonenden Produktion. Der Entwicklung und Anwendung einer klimaschonenden Produktion des Wasserstoffes aus regenerativen Quellen lässt Hemmnisse in den Vordergrund treten, die es gilt zu identifizieren und Wege zu deren Überwindung aufzuzeigen.rnrnÖkologische und ökonomische BewertungrnrnDie Wirtschaftlichkeit und die Umweltauswirkung werden für die Produktion von biogenem Wasserstoff im Vergleich zu anderen Formen der Bioenergie, weiteren Formen der erneuerbaren Energien und Energie aus fossilen Brennstoffen anhand von Ökobilanzen erarbeitet. Hierfür wird der Produktionsprozess modelliert und mit klassischen Verfahren der BWL sowie mit der Umweltleitungsmessung analysiert, mit dem Ziel wichtige Stellgrößen für eine ökologische und ökonomische Optimierung zu identifizieren.
Kurzbeschreibung (Englisch)
On 1st of August 2012, the Technische Universität (TU) Dresden established an interdisciplinary junior research group “biogenic hydrogen”. The aim of the research is to develop a novel technique for the production of hydrogen by using bacterium and algae. The conversion of hydrogen into energy is CO2-neutral and thus plays a major role in the future energy-supply mix. The project is sponsored with € 1.7 million by the European Social Fond (ESF). The engineering sciences-oriented research for the technology development in this specific research field is unique.rnrnHydrogen (H2) can be seen as an universal carrier of energy, which emerges pure water (H2O) within combustion with oxygen (O2) - but no climate-damaging carbon dioxide (CO2).rnElectricity, converted in fuel cells of electro mobile vehicles, or heat could be produced climate-friendly – if the hydrogen is extracted from regenerative sources. However, until now it is mainly taken from fossil fuels.rnrnWithin the TU-project “biogenic hydrogen” the scientists of the Faculty of Mechanical Engineering will research on a biotechnical procedure to produce hydrogen out of natural resources. According to Prof. Thomas Bley (Prof. of Biotechnology), “the current challenge is to develop a technological process that converts solar energy into “clean” fuel by using biocatalysts. If we can achieve this technological value added, biogenic hydrogen will play an important role within the energy-concept of the Federal Government”.rnAnalysis of hurdlesrnrnBiogenic hydrogen plays a major role within the energy-mix of the future. Nevertheless, until now a climate-friendly way of production is missing. Within the development and application of a climate-friendly production of hydrogen from regenerative sources hurdles occur that need to be identified and overcome.rnEcological and economic assessmentrnrnUsing life cycle assessment, the profitability as well as environmental impacts for the production of biogenic hydrogen will be compared to other kinds of bio-energy, further types of renewable energies and energy from fossil fuels. Therefore, the manufacturing process is modeled and evaluated by classical instruments of business studies as well as the environmental performance is analyzed. The aim is to identify important control variables for an ecological and economic optimization.
Zeitraum
01.08.2012 - 31.12.2014
Art der Finanzierung
Drittmittel
Projektleiter
- Frau Prof. Dr. Edeltraud Günther
Weitere Leiter (außerhalb des Lehrstuhls)
Prof. Dr. Thomas Bley, Professur für Bioverfahrenstechnik, Institut für Lebensmittel- und Bioverfahrenstechnik
Projektmitarbeiter
- Frau Dipl.-Kffr. Jana Herrmann
Finanzierungseinrichtungen
- SAB-Sächsische Aufbaubank
- EU _Europäische Union
Kooperationspartnerschaft
keine
Interne Kooperationspartner
- Dr. Jost Weber, Professur für Bioverfahrenstechnik
- N.N., Professur für Chemische Verfahrens - und Anlagentechnik
- N.N., Professur für Wasserstoff- und Kernenergietechnik
- N.N., Professur für Materialwissenschaft und Nanotechnik
- N.N., Lehrstuhl für Physikalische Chemie, Mess- und Sensortechnik
Relevant für den Umweltschutz
Ja
Relevant für Multimedia
Nein
Relevant für den Technologietransfer
Nein
Schlagwörter
biogener Sauerstoff, ökonomische und ökologische Bewerung, Hemmnisanalyse