Gras als Rohstoff

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Doktorand Alexander Langsdorf testet die ersten Elektroden, die aus Grünschnitt hergestellt wurden. | Download

Der Rohstoff, dem sich die Projektpartner dabei zuwenden, ist kommunaler Grünschnitt. Allein das Frankfurter Grünflächenamt entsorgt davon jährlich 9.000 Tonnen. Das bringt bisher keinen wirtschaftlichen Ertrag, sondern kostet Geld. Die Akteure von GreenToGreen konzentrieren sich exemplarisch auf diese Sorte Bioabfall, um Methoden der profitablen stofflichen Verwertung zu entwickeln und zu etablieren. Sie tun das im Rahmen der BMBF-Initiative „BioBall“, die aus der Metropolregion Rhein-Main bis 2040 einen vorbildlichen Innovationsraum für nachhaltige bioökonomische Wertschöpfung machen will.

Der Forschungsverbund hat zwei Hauptziele. Einerseits will man wissenschaftlich-technologisch nachweisen, wie sich Grünschnitt als Biomaterial, das massenhaft anfällt und nicht für die Nahrungsmittelproduktion gebraucht wird, wirtschaftlich für Fermentationen nutzen lässt. Darunter versteht man zum Beispiel die Umwandlung organischer Stoffe in Säure, Gase oder Alkohole. Ziel ist es, neuartige Bioraffinerien mit nachwachsendem Rohstoff zu versorgen, der für die Erzeugung von Chemikalien, Werkstoffen oder Bioenergie geeignet ist. Auf diesem Weg will man kommunale Stoffströme an die „grüne“ chemische Industrie anbinden.

Auf einer zweiten Arbeitsebene, der Elektro-Biotechnologie, geht es darum, den Grünschnitt als Rohstoff für die Herstellung von Elektroden zu erforschen. Hier wird vor allem die Möglichkeit der Karbonisierung, also der Umwandlung organischer Substanzen in Kohle, untersucht. Derart gefertigte Elektroden sollen in mikrobiellen Brennstoffzellen und Elektrosynthesen getestet werden. So will man Fortschritte erzielen bei Verfahren zur effizienten Gewinnung von Energie und von Basischemikalien.

In dem Projekt widmen sich die verschiedenen Forschungsgruppen unterschiedlichen Aufgaben. Das Team von Prof. Holtmann befasst sich an der THM mit dem Einsatz der Elektroden in Biobrennstoffzellen auf Kläranlagen sowie mit der mikrobiellen Elektrosynthese zur Erzeugung von Terpenen. Dabei handelt es sich um eine Stoffklasse, die vielfältige Anwendung in der Industrie findet, zum Beispiel bei kosmetischen und pharmazeutischen Produkten. Das Interesse der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Roland Ulber (TU Kaiserslautern) gilt vor allem der Gewinnung von Proteinen und Aminosäuren aus Grünschnitt und den Fermentationsprozessen. Der Beitrag der Firma ifn besteht unter anderem in der Entwicklung von Elektroden per Karbonisierung.

Eingebunden in die Forschungsarbeiten sind auch einige Frankfurter Einrichtungen, so das dortige Grünflächenamt, die Entsorgungsgesellschaft der Stadt und der Energieversorger Mainova.

Wissenschaftlicher Ansprechpartner:
dirk.holtmann@lse.thm.de