8 April 2014

Hannover Messe 2014: Neue Nutzungskonzepte für Biomasse

Fraunhofer UMSICHT präsentiert umweltfreundliche Trennverfahren und zukunftsfähige Produktlösungen nach Vorbildern aus der Natur

Fraunhofer UMSICHT ist im Rahmen der Hannover Messe 2014, vom 7. bis 11. April, auf drei Messeständen vertreten. Das Oberhausener Forschungsinstitut zeigt mit dem Konzept Biobatterie und dem Innovationscluster Bioenergy Aktivitäten zur dezentralen Nutzung nachwachsender Rohstoffe. Ebenso werden neue umweltfreundliche Trennverfahren zur Aufbereitung von Flüssigkeiten thematisiert. Den Messeauftritt komplettieren wird die Präsentation zukunftsfähiger Produktlösungen nach Vorbildern aus der Natur.

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Beim thermo-katalytischen Reforming werden organische Reststoffe zu Öl, Gas und Biokoks gewandelt.

Die stoffliche und energetische Biomassenutzung wird künftig einen wichtigen Beitrag zur Deckung des weltweiten Rohstoff- und Energiebedarfs einnehmen. Am Messestand der Fraunhofer-Allianz Energie (Halle 13, Stand C10) wird über den Fraunhofer-Innovationscluster Bioenergy informiert, der ­– neben der Behandlung trockener – vor allem nasse und lignocellulosehaltige Biomasse betrachtet. Es sollen mobil und dezentral einsetzbare Technologien bereitgestellt werden, um aus lignocellulosehaltiger und/oder feuchter Biomasse sowie entsprechenden Reststoffen lager- und transportfähige Zwischenprodukte wie Pflanzenkohlen, Pyrolyseöl, getrocknete bzw. entwässerte Biomasse als Energieträger oder zur weiteren stofflichen Nutzung herzustellen. Mögliche Einsatzstoffe sind Stroh, Bio- und Grünabfälle oder Produktionsreste aus der Lebensmittelindustrie.

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Radulareplikat, aufgenommen mit einem Rasterelektronenmikroskop

Um Lösungen zur nachhaltigen Verwertung biogener Reststoffe geht es auch beim Konzept Biobatterie des Institutsteils Sulzbach-Rosenberg. Durch ein mehrstufiges thermo-chemisches Verfahren werden beim thermo-katalytischen Reforming (TCR) verschiedenste organische Abfälle wie Agrarrückstände, Klärschlämme und Recyclingabfälle aus der Papierindustrie in Öl, Gas und Biokoks umgewandelt. Die TCR-Anlagen wandeln in einem robusten und kontinuierlichen Prozess über 75 Prozent des Energieeinsatzes in qualitativ hochwertige Energieträger um. Für den so produzierten Biokoks ist eine stoffliche Nutzung als Bodenverbesserer vorstellbar. Durch eine hohe Kapitaleffizienz ist der dezentrale Einsatz von semimobilen Einheiten möglich. Ein erstes großes Potenzial für den TCR-Prozess in Deutschland stellen die zahlreichen Biogasanlagen dar.

Sauberes Trinkwasser mit optimierten Separationsprozessen

Filtrationsverfahren können durch die gezielte Trennung von Stoffströmen in einzelne, wiederverwertbare Komponenten nicht nur Wasserkreisläufe schließen, Abwasser reinigen und Wasser in Trinkwasserqualität überführen, auch eignen sie sich zur Wertstoffrückgewinnung. Fraunhofer UMSICHT entwickelt neuartige Mikrosiebe aus Metallen, Edelstahl und Polymeren mit Porendurchmessern von 0,5 bis 50 Mikrometer. Neben der rein mechanischen wird durch Oberflächenbeschichtung eine zusätzliche chemische Trennwirkung erzeugt. Dazu werden Mikrosiebe mit bakteriell erzeugten Proteinen (S-Layer-Proteine) beschichtet, die Metalle wie Platin, Palladium und Gold binden können. Erwartet werden auch gute Bindungseigenschaften für verschiedene Vertreter der Seltenerdmetalle.

Ein weiteres neues Trennmaterial sind cellulosebasierte, chemisch modifizierte Adsorbenzien, die perfluorierte Tenside (PFT) aus Wasser abtrennen. PFT sind persistent, das heißt sie werden auf natürlichem Wege nicht abgebaut und lassen sich auch nicht mit den üblichen Verfahren zerstören. Da sich längerkettige PFT wie Perfluoroctansulfonat (PFOS) relativ gut mit herkömmlicher Aktivkohle entfernen lassen und mittlerweile in der Mehrzahl verboten sind, haben sich die Forscher von Fraunhofer UMSICHT auf die kürzerkettigen, hydrophilen Vertreter konzentriert. Hierzu zählt zum Beispiel Perfluorbutansulfonsäure (PFBS). Die bereits patentierten Adsorbenzien basieren auf Hanfschäben und Holzspänen. Nach Beladung sollen die Adsorbenzien künftig bei hohen Temperaturen verbrannt werden, wodurch auch die PFT in ihre Elemente zerlegt werden und somit keine Belastung mehr für die Umwelt darstellen. Die neuen Trennmaterialien werden am Gemeinschaftsstand des Fraunhofer-Verbunds Produktion (Halle 17, Stand F14) präsentiert.

Bionik – das geniale Ingenieurbüro der Natur

Fraunhofer UMSICHT ist mit einem weiteren Thema – Funktionalisierte Oberflächen nach Vorbildern der Natur – am Bionik-Gemeinschaftsstand der Akteure der Forschungsgemeinschaft Bionik-Kompetenznetz e.V. (BIOKON; Halle 2, Stand A01) vertreten. Tribologisch optimierte Werkstoffe, funktionale Oberflächen, selbstheilende Polymere und selbstschärfende Schneidwerkzeuge – in interdisziplinären Forschungsgruppen werden zukunftsfähige Produktlösungen nach Vorbildern aus der Natur entwickelt. Eingesetzt werden diese in Assistenzsystemen für Gesundheit, Hygiene und Sport, aber auch in der Maschinen- und Werkstofftechnik. Kernziele sind die Verbesserung der Lebensqualität der Menschen und die Stärkung der Innovationsfähigkeit der Wirtschaft. Fraunhofer UMSICHT präsentiert mikrostrukturierte Polymeroberflächen zum effizienteren Abtrag oraler Biofilme. Als Vorbild dient hier die Radula, das charakteristische Mundwerkzeug von Weichtieren. Ebenfalls wird über Nanostrukturierung von Polymerfolien zur Verbesserung der Verschleißbeständigkeit informiert.

 

Source: Fraunhofer UMSICHT, Pressemitteilung, 2014-04-04.

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