Entwicklung eines lichtgetriebenen Systems für die Ex-situ-Biomethanisierung

Das SOLMET-Projekt zielt darauf ab, eine innovative Technologie zur direkten Umwandlung von Sonnenenergie in Biomethan (CH₄) zu entwickeln, bei der ausschließlich CO₂ und Wasser als Ausgangsstoffe verwendet werden. Dieser Ansatz schafft einen direkten „Solar-to-Gas“-Prozess, der die herkömmlichen, verlustreichen „Solar-to-Power“- und „Power-to-Gas“-Verfahren umgeht. Aktuelle Power-to-Gas-Systeme stehen vor erheblichen Herausforderungen hinsichtlich Effizienz, Skalierbarkeit und Nachhaltigkeit. Die herkömmliche Biomethanisierung ist auf die Wasserstoffproduktion mittels Elektrolyse angewiesen, was insbesondere bei kleineren Anlagen mit hohen Investitions- und Betriebskosten verbunden ist. Die Annahme, dass kostengünstige „Überschussenergie“ für den Betrieb von Elektrolyseuren zur Verfügung steht, erweist sich in der Praxis oft als falsch. Zudem leiden bestehende Systeme unter der geringen Lebensdauer der Elektroden, die sich unter Sonneneinstrahlung schnell zersetzen, was die Wartungskosten erhöht und die Stabilität beeinträchtigt. Photokatalytische Verfahren zur Methanproduktion haben bislang wenig Beachtung gefunden und wurden noch nicht über das Laborniveau hinaus skaliert. Das Hauptziel von SOLMET ist die Entwicklung und Validierung eines effizienten, kostengünstigen und nachhaltigen Systems zur Herstellung von Biokraftstoffen und zur Speicherung erneuerbarer Energien. Der Kern der Innovation liegt in einem einzigartigen Hybridsystem, das Photokatalyse mit methanogenen Archaea kombiniert. Anstelle teurer Elektrolyse wird ein integriertes photo-bioelektrochemisches System entwickelt. Ein entscheidender innovativer Schritt ist der Einsatz langlebiger und kostengünstiger Materialien.