Biokohle liefert mehr Wasserstoff und Methan

Zweistufiges Vergärungsverfahren als Schub für anaerobe Vergärung von Lebensmittelabfällen

Schalen: Biokohle steigert den Wert von Lebensmittelabfällen (Foto: Thomas, pixabay.com)

Perth/Malang (pte004/20.11.2025/06:15)

Jährlich im Millionen-Tonnen-Maßstab anfallende Lebensmittelabfälle lassen sich mit einer neuen Methode der University of Western Australia und der Universitas Brawijaya künftig effektiver in Wasserstoff und umweltneutrales Metan umwandeln - und zwar in einem zweistufigen Vergärungsverfahren mithilfe von Biokohle. Diese ist im Wesentlichen hochporöser Kohlenstoff, der sich durch Erhitzen von Bioabfällen unter Luftabschluss bildet.

Zuerst Wasserstoff, dann Methan

In der ersten Stufe sind Bakterien im Einsatz, die die Abfälle in Wasserstoff umwandeln. In der zweiten Stufe sind andere Bakterien aktiv, die die Reste aus Stufe eins in Methan umsetzen. Durch die Aufteilung des Prozesses auf zwei Stufen kann jede unter idealen Bedingungen arbeiten, was zu einer effizienteren Biogasproduktion führt.

Biokohle hat sich in Laborversuchen als Stabilisator mikrobieller Gemeinschaften, zur Verbesserung des pH-Werts in Bioreaktoren und zur Steigerung der Gasausbeute erwiesen. Doch ihre Wirkung unter realen, kontinuierlichen Bedingungen in großen Bioreaktoren war unbekannt. Die Forscher haben zwei zweistufige Reaktoren eingesetzt, die sie mit Abfällen fütterten.

Einen der beiden Reaktoren bestückten die Wissenschaftler zusätzlich mit Biokohle, den zweiten hingegen nicht. Während eines 100-tägigen Tests erfassten die Forscher die täglichen Produktionsmengen an Wasserstoff und Methan, die chemische Umgebung in den Tanks und die Entwicklung der Mikroben.

Vorteile bei großen Abfallmengen

Im Ergebnis hat die Biokohle die Ausbeute tatsächlich gesteigert. Bei großen Abfallmengen verhinderte sie, dass die Mikroorganismen angesichts der Fülle an Material vor der Aufgabe kapitulierten und die Gaserzeugung deutlich sank. Biokohle sorgte zudem dafür, dass sich Säuren bildeten, die den Prozess beeinträchtigen.

Die Versuchsreihen legen nahe, dass die Verwendung von Biokohle in der zweiphasigen anaeroben Vergärung die Zuverlässigkeit und Produktivität von Systemen zur Energiegewinnung aus Lebensmittelabfällen verbessert, insbesondere in den für den kommunalen und industriellen Einsatz erforderlichen großen Maßstäben. Durch die Möglichkeit höherer Abfallmengen und die Aufrechterhaltung der Biogaserträge können mit Biokohle angereicherte Systeme die Kosten senken und die Attraktivität der sauberen Energieerzeugung aus Lebensmittelabfällen erhöhen.

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