ERA-Net: Verbundvorhaben: Bioraffinerie zur Produktion von mittel- und hochoberflächigen Aktivkohlen aus Forstrückständen, Maisabfällen und Gärresten; Teilvorhaben: Universität Hohenheim

Das Hauptziel dieses Projekts ist die Entwicklung eines Konzeptes für eine Bioraffinerie zur Herstellung von nachhaltigen und technologisch hochwertigen Materialien aus kostengünstigen und leicht verfügbaren Ausgangsmaterialien, wie Forstrückstände, Maisabfälle und Gärreste. Die Materialien, die hergestellt werden, sind Aktivkohlen mittlerer Oberflächengröße zur Aufbereitung von Biogas aus Biogasanlagen und hochoberflächigen Aktivkohlen für die Speicherung von elektrischer Energie in Superkondensatoren. Das Projekt wird in Kooperation mit zwei lateinamerikanischen Partnern (Mexiko und Kolumbien) und einem Partner aus Europa (Portugal) realisiert werden, die sich mit dem Forschungsbereich der grünen Materialien intensiv beschäftigen, die jedoch bisher getrennt gearbeitet haben. Die sozialwirtschaftliche Entwicklung von allen Partnerländern und insbesondere von den lateinamerikanischen Ländern wird durch Nutzung der reichlich vorhandenen regionalen Ausgangsrohstoffe für die Entwicklung von hochtechnologischen Anwendungen unterstützt. Darüber hinaus spielt die "Food-vs.-Fuel" Problematik keine Rolle, da die Ausgangsmaterialien für dieses Projekt keinen Nahrungswert besitzen. Für die Aktivkohleherstellung werden die Biomassen zuerst mittels Pyrolyse oder hydrothermaler Karbonisierung (HTC) vorbehandelt und danach physikalisch mit CO2 oder chemisch mit KOH, ZnCl2 und H3PO4 aktiviert. Jeder Schritt der Bioraffinerie soll theoretisch und, wenn notwendig, mit Experimenten im Labormaßstab untersucht, bewertet und optimiert werden. Dies enthält die Berechnung der theoretischen Massen- und Energiebilanzen, sowie die Feststellung der optimierten Parameter für die Pyrolyse, die hydrothermale Karbonisierung und die Aktivierung. Schließlich sollen die hergestellten Aktivkohlen als Adsorbens für CO2 in Biogassystemen (mitteloberflächigen Aktivkohlen) und als Elektrode in Energiespeicherungssystemen (hochoberflächigen Aktivkohlen) getestet werden.