Entwicklung einer hocheffizienten mikrobiellen Power-to-Gas-Elektrolysezelle (PtG-MEC)

Abstract

Es besteht ein weltweiter Bedarf an kostengünstiger und effizienter Stromspeicherung im großen Maßstab. Die PtG-MEC Technologie ermöglicht es, überschüssigen Strom aus erneuerbaren Energien durch Umwandlung von CO2 als erneuerbares Methan (E-Methan) zu speichern. E-Methan kann fossiles Erdgas in der bestehenden Pipeline-Infrastruktur ersetzen und je nach Bedarf, Stunden bis Monate später, wieder in Strom oder Wärme umgewandelt werden. Voraussetzung für die Kommerzialisierung einer Technologie ist deren Wirtschaftlichkeit. Im Falle der PtG-MEC bedeutet das für den Prozess, dass die Produktivität und die Energieeffizienz hoch genug sein müssen. Vor Beginn des Projektes war die Machbarkeit und längere Stabilität des Prozesses bereits demonstriert worden. Sowohl die Energieeffizienz als auch die Produktivität lagen aber weit unter den Werten, die für die Wirtschaftlichkeit der Technologie benötigt werden. Daher war zentraler Gegenstand des Projektes, dieses Problem zu überwinden und eine Mikrobielle Power-to-Gas-Elektrolysezelle (PtG-MEC) zu entwickeln, die überschüssigen erneuerbaren Strom effizient und mit hoher Produktivität in kohlenstoffneutrales Methan überführen kann. Die Technologie kombiniert die elektrochemische Spaltung von Wasser zu Wasserstoff und Sauerstoff mit biologischer Methanisierung, also der Umwandlung von Wasserstoff und Kohlendioxid zu Methan. Das Projektziel, eine Produktivität und Energieeffizienz zu erreichen, welche den Prozess im industriellen Maßstab wirtschaftlich machen, wurde erreicht.