Aus Gartenabfällen wird Wasserstoff: Wärmeliebende Bakterien sind die Produzenten

Gartenabfälle wie Gras und Baumschnitt landen auf dem Kompost oder in der grünen/braunen Tonne. Ganze Lkw-Ladungen Grünzeug, das beim Beschneiden von Büschen und Bäumen an Straßen und Eisenbahnstrecken anfallen, werden im Kompostwerk verarbeitet. Das sind zwar nützliche Verwendungsmöglichkeiten, doch Nils Tippkötter, Professor für Bioprocess Engineering and Downstream Processing an der Fachhochschule Aachen am Standort Jülich kennt eine viel bessere Nutzung. Er macht aus dem Biomüll Wasserstoff, der zu den Hoffnungsträgern eines Zeitalters gehört, das auf fossile Brennstoffe verzichten kann.

Die Vorarbeit leisten Enzyme

Tippkötter und sein Team zerkleinern den biologischen Abfall und bringen ihn in Kontakt mit Enzymen, wie sie auch Bioraffinerien und Brauereien nutzen. Diese werden mit biotechnischen Methoden industriell hergestellt. Es handelt sich um einen Mix aus Cellulasen und Glucosiaden, wie Tippkötter verrät. Die Feststoffe werden von der flüssigen Fraktion durch Zentrifugieren oder eine Schneckenpresse getrennt.

Bakterien aus heißen Quellen

Am Ende bleibt ein Gemisch aus verschiedenen Zuckerarten übrig – vor allem Glucose, Xylose und Fructose. Daraus lässt sich beispielsweise durch einen Gärprozess Alkohol herstellen. Doch die Jülicher Forscher wollen mehr. In einem Bioreaktor züchten sie bei einer Temperatur von 77 Grad Celsius Thermotoga-Bakterien, die in heißen Quellen auf dem Meeresgrund vorkommen. Sie ernähren sich von unterschiedlichen Substraten, gern auch von Zucker. Als Stoffwechselprodukt entsteht ein Gas, das 40 Prozent Wasserstoffenthält, der abgetrennt werden muss. Es enthält außerdem Kohlenstoffdioxid, allerdings nur die Menge, die die Pflanzen zuvor der Atmosphäre entnommen haben.

Konkurrenz zu Biogasanlagen

Noch ist die Ausbeute zu gering, als dass es sich lohnen würde, auf diese Art grünen Wasserstoff herzustellen. Der wird dann mit dem Attribut “grün” belegt, wenn bei seiner Herstellung kein Kohlenstoffdioxid freigesetzt wird. Bisher gelingt das fast nur bei der Elektrolyse mit Strom aus erneuerbaren Quellen wie Wind und Sonne. Doch Tippkötter ist sicher, dass das Verfahren noch optimiert werden kann, etwa durch Einleiten von Gleichstrom, der Wasser spaltet und so zusätzlichen Wasserstoff erzeugt. Wenn es sich um überschüssigen Ökostrom handelt wird der Bioreaktor zum Stromspeicher.

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