BFueL - Entwicklung eines gekoppelten bioelektrochemischen Prozesses zur Produktion von E-Fuels und hochwertigen Chemikalien aus Abgasen und Abwässern (Teilprojekt: D)

BEFuel kombiniert die wertschöpfende Aufarbeitung von zwei unabhängigen Abfallströmen zur nachhaltigen Produktion von Kraftstoffen und Tensiden auf Basis von erneuerbaren Energien und leistet einen entscheidenden Beitrag zur Stärkung Deutschlands als technologischer Vorreiter in der Kombination von nachhaltiger Elektrolyse und Biotechnologie.

Das Ziel von BEFuel ist die Entwicklung eines kombinierten bioelektrochemischen Verfahrens zur stofflichen Nutzung von CO₂-haltigen Abgasen für die Produktion hochwertiger Säuren und Alkohole mit 6- bis 8 Kohlenstoffatomen (C6 bzw. C8). Diese werden direkt in Nährlösungen aus Abwasser durch ein biotechnologisches Verfahren gebildet, das auf acetogenen und C-kettenverlängernden Mikroorganismen basiert und mit einer selektiven Produktabtrennung durch ein Membransystem kombiniert wird. Die notwendige Versorgung der Mikroorganismen mit Wasserstoff wird dabei durch einen innovativen Zero-gap-Elektrolyseur mit edelmetallfreien Elektrokatalysatoren sichergestellt. Als elektrochemische Gegenreaktion dient zudem die Oxidation von Abfall-Glycerin, woraus in einem zweiten nachgeschalteten biotechnologischen Prozessschritt mit Hilfe von Actinobakteria nachhaltige Biotenside hergestellt werden.

Abgerundet wird das Projekt durch eine begleitende Bewertung aus technoökonomischer und ökologischer Sicht.

BFueL - Development of a coupled bioelectrochemical process for the production of e-fuels and high-quality chemicals from exhaust gases and wastewater (Subproject: D)

BEFuel combines the value-adding processing of two independent waste streams for the sustainable production of fuels and surfactants based on renewable energies and makes a decisive contribution to strengthening Germany as a technological pioneer in the combination of sustainable electrolysis and biotechnology.

The aim of BEFuel is to develop a combined bioelectrochemical process for the material utilisation of CO₂-containing waste gases for the production of high-quality acids and alcohols with 6 to 8 carbon atoms (C6 or C8). These are formed directly in nutrient solutions from wastewater using a biotechnological process based on acetogenic and C-chain extending microorganisms and combined with selective product separation using a membrane system. The necessary supply of hydrogen to the microorganisms is ensured by an innovative zero-gap electrolyser with precious metal-free electrocatalysts. The oxidation of waste glycerine also serves as an electrochemical counter-reaction, from which sustainable biosurfactants are produced in a second downstream biotechnological process step with the help of actinobacteria.

The project is rounded off by an accompanying evaluation from a techno-economic and ecological perspective.