Die beantragte Klimakammer wird im Rahmen des vom MWFK Brandenburg seit 2009 geförderten Verbund-Forschungsvorhabens BIOBRA und zukünftiger Forschungsvorhaben eingesetzt. In BIOBRA arbeitet eine interdisziplinäre Forschergruppe von grundlagenorientierten Nachwuchswissenschaftlern/lnnen des MPI für Kolloid- und Grenzflächenforschung in Potsdam (Prof. Dr. M. Antonietti) und angewandten Wissenschaftlern/Innen der FH Eberswalde (Prof. Dr. Murach) zusammen. Durch die Verschneidung der innovativen Forschungsbereiche der hydrothermalen Karbonisierung (HTC-Forschung des Prof. Antonietti 2008 ausgezeichnet mit dem 'ERC Advanced Grant' der EU) und der Agrarholzproduktion (BMBF-Verbund-Forschungsvorhaben DENDROM des Prof. Murach 2007 in die BMBF-Hightechstrategie aufgenommen) soll der Einsatz der durch hydrothermale Karbonisierung aus Abfallstoffen gewonnenen 'Biokohle' zur Bodenverbesserung (Nährstoff- und Wasserspeicherung) degradierter Standorte und zur C-Sequestrierung am Beispiel der Agrarholzproduktion (Anbau schnellwachsender Baumarten im Kurzumtrieb) untersucht werden.Durch dieses Projekt wird die Agrarholzforschung der FH Eberswalde um einen experimentellen Ansatz erweitert, mit dem sie einen Beitrag zu den neuen, internationalen Forschungsschwerpunkten 'Biochar' / 'Black Carbon' / 'Terra Preta' leisten kann.Die Klimakammer soll Schnelltests zur Optimierung der verschiedenen Biokohlen als Bodenzusatzstoff für Pappel- und Weidenstecklingen unter standardisierten Umweltbedingungen ermöglichen.
In diesem Projekt wird der anaerobe mikrobielle Abbau von Erdölkohlenwasserstoffen in methanogenen Bioreaktoren zur Behandlung von Erdölschlämmen als umweltfreundliche und ressourcenschonende Alternative zur Verbrennung oder Deponierung getestet. Erdölschlämme sind Abfälle aus der Erdöl verarbeitenden Industrie, die aufwändig entsorgt werden müssen. Durch Vorbehandlung der Erdölschlämme mittels hydrothermaler und oxidativer Verfahren (Catalytic Wet Air Oxidation, Low Pressure Oxidation) soll die Bioverfügbarkeit der schwer abbaubaren Kohlenwasserstofffraktionen erhöht werden. Aus organisch belasteten Umweltkompartimenten (Altlast-Standorte der Petrolchemie) werden methanogene mikrobielle Konsortien angereichert und in Batch-Kulturen bei verschiedenen Temperaturen auf optimalen Abbau von Erdölfraktionen getestet. Das am besten geeignete Konsortium wird in Biogasreaktoren zur Behandlung der vorbehandelten Erdölschlämme eingesetzt, wobei die Effizienz des anaeroben Abbaus durch den Zusatz leicht vergärbarer und kostengünstiger Kosubstrate (organische Abfall- und Reststoffe aus der Landwirtschaft und Lebensmittelindustrie) gesteigert wird. Durch hydrothermale Karbonisierung erfolgt die Umwandlung der Gärreste in Kohle und gelöste organische Bestandteile, welche anschließend durch oxidative Verfahren abgebaut werden. Somit wird der organische Kohlenstoff aus den Erdölschlämmen in Form von Biogas und Kohle zurückgewonnen, während alle weiteren Bestandteile weitgehend oder vollständig mineralisiert werden und teilweise zur Rückgewinnung mineralischer Ressourcen dienen können. Das Vorhaben dient dem Aufbau einer bilateralen wissenschaftlichen Kooperation zwischen dem UFZ und der TU Istanbul auf den Gebieten der Umwelttechnologie und Biotechnologie. Beide Partner bringen ihre jeweiligen Kompetenzen auf den Gebieten der Umweltchemie, Umweltmikrobiologie und der Umweltingenieurwissenschaften sowie ihre Forschungsinfrastruktur ein.
Ziel des Projektes ist es, biogene kommunale Reststoffe und Reststoffe aus der Bioökonomie für eine Nutzung als Energieträger und zur Produktion von Grundchemikalien zu erschließen. Der Kern hierbei ist die gekoppelte Erzeugung von phenol- und furanhaltigen Lösungen und einer für die Monoverbrennung geeigneten Kohle durch hydrothermale Umwandlung. Dieser integrierte Umwandlungsprozess ist ebenso neu wie die Nutzung der Reststoffe aus der Bioökonomie, die Monoverbrennung von HTC-Kohle und eine auf das Prozesswasser zugeschnittene Abtrenntechnik. Damit wird es möglich, aus den Reststoffen hochwertige grüne Produkte zu generieren. Diese können in weiteren Bereichen der Bioökonomie genutzt werden. Die Koppelung der Produktion führt zu wesentlichen ökonomischen wie ökologischen Vorteilen, da die Ausgangsstoffe besser ausgenutzt und bisherige Abfallströme einer Nutzung zugeführt werden. Ebenfalls erstmalig wird eine Monoverbrennungsanlage für diese Kohle neu errichtet, welche dezentralisierbar und komplett unabhängig von fossilen Energieträgern sind. Das DBFZ übernimmt die wissenschaftlichen Untersuchungen des angestrebten Verfahrens in der Theorie und im Labormaßstab. Dabei erfolgen, ausgehend von der Optimierung der Menge an abtrennbarem Phenol und Furan für den derzeitigen HTC-Prozess, die Übertragung der Technologie auf neuartige Edukte sowie die Maximierung der Chemikalienausbeute. Das gewonnene Know-how ist Basis für die Erstellung eines Gesamtkonzeptes und die Erprobung an der Demonstrationsanlage.