Biologische Wasserstoffproduktion aus Biomassefeststoffen, Teilvorhaben: Anwendung und Optimierung der biologischen Wasserstofferzeugung auf eine erweitertes Reststoffspektrum

Description: Wasserstoff spielt eine entscheidende Rolle in Bezug auf die angestrebte Energiewende. Im Forschungsprojekt SolidScore wird mit Hilfe der innovativen Biowasserstofftechnologie das vorhandene Spektrum der bisher zur biologischen Wasserstofferzeugung genutzten wässrigen Ausgangssubstrate erweitert. Vor diesem Hintergrund wird untersucht, inwieweit sich Reststoffe, wie zum Beispiel Bioabfälle und landwirtschaftliche bzw. pflanzliche Reststoffe, mit einem Trockenrückstand (TR) größer als 10 % eignen. Das grundlegende Prinzip ist die dunkle Fermentation. Herkömmliche Verfahren wie die Hochtemperatur-Elektrolyse oder die Dampfreformierung sind sehr energieintensiv und verwenden zumeist fossile Brennstoffe. Die biologische Wasserstofferzeugung mit Rest- und Abfallstoffen ist klimafreundlich und CO2-neutral. Im Vergleich zu den anderen biologischen Verfahren zur Wasserstofferzeugung ist die dunkle Fermentation technologisch am weitesten fortgeschritten. Es ist ein anaerobes Verfahren, bei dem organische Substrate unter Abwesenheit von Licht zu Wasserstoff (H2) und Kohlenstoffdioxid (CO2) sowie flüchtigen organischen Säuren (FOS) abgebaut werden. Versuche zeigten, dass vor allem Abwasser aus der Nahrungsmittelindustrie für die Biowasserstofferzeugung geeignet sind. Gleichzeitig konnten aber auch Limitierungen der einsetzbaren Substrate aufgezeigt werden. Das Projekt SolidScore hat das Ziel, das Reststoffspektrum der verwendbaren Substrate und somit die Einsetzbarkeit des Verfahrens deutlich zu erweitern. Darüber hinaus führt die Implementierung der dunklen Fermentation in Bioenergieanlagen zu einer Steigerung der Gesamteffizienz. Am Beispiel der Vergärung von Kohlenhydraten kann durch das im Antrag beschriebene 2-stufige Verfahren eine Gesamteffizienzsteigerung erzielt werden. Zusätzlich werden im Rahmen des Projektes Konzepte zur weiteren Verwendung des so erzeugten Wasserstoffs erstellt. Dies beinhaltet zum Beispiel auch die innerbetriebliche Nutzung des Wasserstoffs.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Fossiler Brennstoff ? Energiewende ? Lebensmittelindustrie ? Wasserstoff ? Bioabfall ? Vergärung ? Fermentation ? Kohlendioxid ? Organische Säure ? Biomasseanlage ? Dampfreformierung ? Vergleichsanalyse ? Abfallbiomasse ? Forschungsprojekt ? Wasserstoffherstellung ? Biologische Behandlung ?

Region: Nordrhein-Westfalen

Bounding boxes: 6.76339° .. 6.76339° x 51.21895° .. 51.21895°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Geldgeber*in)
• Fachhochschule Münster, Abteilung Steinfurt, Institut für Energie und Prozesstechnik, Fachbereich Energie, Gebäude, Umwelt, Labor für Umwelttechnik (Betreiber*in)
• Umweltbundesamt (Bereitsteller*in)

Time ranges: 2023-07-01 - 2026-06-30

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Subproject: Application and optimization of biological hydrogen production to an extended range of residues
  Description: Hydrogen plays a decisive role with regard to the envisaged energy turnaround. In the SolidScore research project, innovative biohydrogen technology is being used to expand the existing range of aqueous starting substrates previously used for biological hydrogen production. Against this background, it is being investigated to what extent residual materials, such as biowaste and agricultural or plant residues, with a dry residue (TR) > 10 % are suitable. The basic principle is dark fermentation. Conventional processes such as high temperature electrolysis or steam reforming are very energy intensive and mostly use fossil fuels. Biological hydrogen production with residual and waste materials is climate-friendly and CO2-neutral. Compared to the other biological processes for hydrogen production, dark fermentation is technologically the most advanced. It is an anaerobic process in which organic substrates are degraded to hydrogen (H2) and carbon dioxide (CO2) and volatile organic acids (FOS) in the absence of light. Experiments showed that especially wastewater from the food industry is suitable for biohydrogen production. At the same time, however, limitations of the substrates that can be used were shown. The SolidScore project aims to significantly expand the residual material spectrum of usable substrates and thus the applicability of the process. Furthermore, the implementation of dark fermentation in bioenergy plants leads to an increase in overall efficiency. Taking the fermentation of carbohydrates as an example, an overall increase in efficiency can be achieved by the 2-step process described in the application. In addition, concepts for the further use of the hydrogen produced in this way will be developed as part of the project. This includes, for example, the internal use of the hydrogen. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1125002

Status

Aktiv

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