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Flammschutzmittel DecaBDE ab 1. Juli 2008 in Elektro- und Elektronikgeräten verboten

Umweltbundesamt plädiert für Ersatz auch in Textilien Elektro- und Elektronikgeräte, die in Europa auf den Markt kommen, dürfen ab dem 1. Juli 2008 nicht mehr das Flammschutzmittel Decabromdiphenylether (DecaBDE) enthalten. Dies gilt unabhängig vom Herstellungsort der Geräte und für alle enthaltenen Bauteile. Der Präsident des Umweltbundesamtes (UBA), Prof. Dr. Andreas Troge sagte: „Damit ist das besonders problematische DecaBDE endlich aus neuen Elektro- und Elektronikgeräten verbannt. Auch die Textilindustrie sollte für den Flammschutz bei Vorhängen, Rollos oder Möbelbezugsstoffen auf DecaBDE verzichten. Umweltschonendere Alternativen stehen bereit.” Das können etwa Textilfasern mit fest eingesponnenen Flammschutzmitteln auf Phosphorbasis sowie Gewebe aus schwer entflammbaren Kunststoffen - wie Polyaramiden - oder aus Glasfasern sein. Oft lässt sich die Entflammbarkeit der Textilien und Möbel auch mit einer anderen Webtechnik oder einem dichteren Polsterschaum stark herabsetzen. In diesen Fällen wären überhaupt keine Flammschutzmittel mehr notwendig. ⁠ DecaBDE ⁠ ist in der Umwelt schwer abbaubar und kann sich in Lebewesen anreichern. Daher ist es sowohl in der Polarregion, bei Füchsen, Greifvögeln und Eisbären sowie anderen Tieren nachweisbar, die am Ende der Nahrungskette stehen. Auch in der Frauenmilch ließ sich DecaBDE nachweisen. Der ⁠ Stoff ⁠ wirkt zwar nicht sofort giftig, es besteht aber der Verdacht auf langfristig schädliche Wirkungen für die Embryonalentwicklung (Entwicklungsneurotoxizität) und auf den langsamen Abbau zu den stärker toxischen, bereits in allen Anwendungen verbotenen Verbindungen Penta- und Octabromdiphenylether (⁠ PentaBDE ⁠, OctaBDE). Die Eigenschaften hält das ⁠ UBA ⁠ insgesamt für so problematisch, dass es DecaBDE als persistenten, bioakkumulierenden und toxischen Stoff – sogenannten ⁠ PBT ⁠-Stoff – bewertet und sich schon lange für ein Verwendungsverbot in Elektro- und Elektronikgeräten einsetzt. Als umweltverträglichere Alternativen für DecaBDE sind vor allem bestimmte halogenfreie, phosphororganische oder stickstoffhaltige Flammschutzmittel sowie Magnesiumhydroxid geeignet. Viele Hersteller elektrischer und elektronischer Geräte verzichten daher bereits heute vollständig auf den Einsatz bromierter Flammschutzmittel zugunsten dieser Alternativen. ”Bei problematischen Chemikalienanwendungen, für die weniger schädliche Ersatzstoffe vorhanden sind, sollten die Hersteller schnell auf die Alternativen setzen”, sagte UBA-Präsident Troge. „Sonst kostet es viel zu viel Zeit und Geld, bis man letzte Gewissheit für die Schädlichkeit eines Stoffes hat und schließlich handelt”. Im Fall des DecaBDE bedeutet dies: Der Stoff ist auch beim Flammschutz in Textilien so schnell wie möglich zu ersetzen. Bislang gibt es in Deutschland Brandschutzanforderungen an Textilien nur für Gebäude mit öffentlicher Nutzung. Da flammgeschützte Textilien großflächig in Innenräumen zum Einsatz kommen können und das Waschen – etwa eines flammgeschützten Vorhangs - nicht auszuschließen ist, sind gerade in Textilien umweltschädliche Stoffe zu vermeiden. So werden Belastungen der Innenraumluft sowie des Abwassers und des Klärschlamms - und in Folge der Gewässer oder Böden - von vornherein verhindert. Die Europäische Union wollte bereits vor zwei Jahren die Anwendung des DecaBDE als Flammschutzmittel für elektrische und elektronische Geräte verbieten. Dies sah die Richtlinie 2002/95/EG zur „Beschränkung der Verwendung bestimmter gefährlicher Stoffe in Elektro- und Elektronikgeräten” (so genannte RoHS-Richtlinie) vor. Bevor das Anwendungsverbot für DecaBDE in elektrischen und elektronischen Geräten überhaupt in Kraft trat, hob die Europäische Kommission es im Herbst 2005 wieder auf. Dagegen wandten sich EU-Parlament und Dänemark. Beiden gab der Europäische Gerichtshof (EuGH) nun endgültig Recht. Laut EuGH darf ein Anwendungsverbot für Stoffe in elektrischen und elektronischen Geräte unter der RoHS-Richtlinie nur aufgehoben werden, falls keine technisch geeigneten Alternativen vorlägen oder diese noch schädlichere Wirkungen auf Umwelt- und Gesundheit hätten als der Stoff, dessen Anwendung verboten werde. Da es Alternativen gibt, tritt das Anwendungsverbot für DecaBDE in neuen elektrischen und elektronischen Geräten nun zum 1. Juli 2008 wieder in Kraft.

Video-Streaming: Art der Datenübertragung entscheidend für Klimabilanz

Gemeinsame Pressemitteilung von Bundesumweltministerium und Umweltbundesamt Videoübertragung über Glasfaser fast 50-mal effizienter als über UMTS Für Video-Streaming in HD-Qualität entstehen je nach Übertragungstechnik unterschiedlich viel Treibhausgasemissionen. Der Anteil an den CO2-Emissionen durch die Datenverarbeitung im Rechenzentrum ist dabei mit jeweils 1,5 Gramm CO2 pro Stunde relativ gering. Entscheidend für die Klimaverträglichkeit von Cloud-Diensten wie Video-Streaming ist hingegen, mit welcher Technik die Daten von dort zu den Nutzerinnen und Nutzern übertragen werden. Dabei können je nach Art der Datenübertragung Treibhausgasemissionen in erheblichem Umfang eingespart werden. Dies zeigen erste Forschungsergebnisse im Auftrag des Umweltbundesamtes. Die geringste CO 2 -Belastung entsteht, wenn das HD-Video bis nach Hause über einen Glasfaser-Anschluss gestreamt wird, mit lediglich zwei Gramm CO 2 je Stunde Video-Streaming für Rechenzentrum und Datenübertragung. Bei Kupferkabel (VDSL) sind es vier Gramm. Bei einer Datenübertagung mit UMTS (3G) sind es hingegen 90 Gramm CO 2 pro Stunde. Erfolgt die Datenübertragung stattdessen mit 5G Übertragungstechnik werden nur etwa fünf Gramm CO 2 je Stunde emittiert. Nicht berücksichtigt wird bei dieser Berechnung der Stromverbrauch des Endgeräts. Bundesumweltministerin Svenja Schulze: "Bislang war die Datenlage zur ⁠ Klimawirkung ⁠ digitaler Infrastruktur mehr als dürftig. Darum arbeiten wir daran, die bestehenden Wissenslücken mit guter Forschung zu schließen. Denn: Gute Politik braucht eine gute Datenbasis. Die neuesten Erkenntnisse zeigen uns nun: Klimaverträgliches Streaming ist möglich, wenn man es richtig anstellt und den richtigen Weg zur Datenübertragung wählt. Aus Umweltsicht ist es eine gute Idee, mehr öffentliche WLAN Hotspots einzurichten, denn das ist klimafreundlicher als Streaming im Mobilfunknetz. Mit den richtigen Übertragungswegen und effizienteren Rechenzentren wächst auch der ⁠ Klima ⁠-Vorteil, den Home-Office und Videokonferenzen für den ⁠ Klimaschutz ⁠ haben können. Mein Ziel ist, die deutsche EU-Ratspräsidentschaft dazu zu nutzen, eine gemeinsame Positionierung für eine umweltfreundliche Digitalisierung zu erreichen. Denn gute Standards setzen wir am besten gleich in ganz Europa." Dirk Messner, Präsident des Umweltbundesamtes: "Eine gute Nachricht für Film- und Serienfreunde: Wer zu Hause über Glasfaser oder VDSL streamt, kann dies mit gutem Klimagewissen tun. Doch die Datenmengen, die uns umgeben, werden in den nächsten Jahren stetig wachsen, ob vernetztes Fahren, Heimkino oder Videokonferenzen. Daher ist es wichtig, die klimafreundlichsten Übertragungswege zu finden. Unsere Forschung zeigt, dass wir verstärkt in den Ausbau der Glasfasernetze investieren sollten. Aus Klimaschutzsicht ist auch die neue 5G-Übertragungstechnik vielversprechend." Immer mehr Menschen nutzen Cloud-Dienste. Durch die Corona-Pandemie ist der Bedarf weiter gestiegen: Die Nutzung von Streaming-Diensten und Cloud-Gaming hat sich etwa von Februar bis März 2020 um 30 Prozent erhöht. Im März 2020 wurde am weltweit größten Internetknoten in Frankfurt/Main (DE-CIX) ein Spitzenwert von 9,16 TBit (Terabit) Datendurchsatz pro Sekunde gemessen. Das entspricht der gleichzeitigen Übertragung von mehr als zwei Millionen HD-Videos und ist der höchste Wert, der dort je gemessen wurde. Über die Klimawirkung von Cloud-Diensten wie Video-Streaming oder Online-Datenspeicherung lagen bislang keine belastbaren Zahlen vor. Bisherige Studien kamen zu sehr unterschiedlichen Ergebnissen. Das lag zum Teil an unterschiedlichen Methoden oder verwendeten Daten. Alle Studien haben jedoch gemeinsam, dass die Ergebnisse auf Rechenmodellen und Annahmen statt auf realen Messdaten beruhen. Mit den aktuellen Daten des Umweltbundesamtes zur Umweltbelastung von Cloud-Diensten lässt sich der CO 2 -Fußabdruck von datenintensiven Anwendungen wie Video-Streaming, Videokonferenzen und Online-Datenspeicherung realitätsnäher als bisher ermitteln. Für die Datenerhebung wurde unter anderem bei einem großen Streaming-Rechenzentrum gemessen. Die Studie betrachtete außerdem das Datenvolumen für verschiedene Video-Auflösungen. Eine Übertragung in Ultra-HD-Auflösung auf dem TV benötigt dabei die zehnfache Menge einer HD-Qualität, nämlich 7 GB pro Stunde statt 700 MB pro Stunde. Verbraucher*innen können CO 2 -Emissionen einsparen, indem der Film mit einer geringeren Auflösung angesehen wird. Für Geräte mit kleinem Display ist der Qualitätsunterschied für das menschliche Auge ohnehin nicht wahrnehmbar. Ein Webseitenbetreiber, der Videos auf seiner Seite darstellt, sollte die Autoplay-Funktion standardmäßig auf „Aus“ stellen, um Daten und CO 2 zu sparen. Die vorliegenden Ergebnisse wurden im Auftrag des Umweltbundesamtes durch das Öko-Institut und dem Fraunhofer IZM im Rahmen des Forschungsprojektes „Green Cloud-Computing“ erarbeitet. Die Berechnungen leiten sich ab aus Daten, die in Rechenzentren gemessen wurden und Daten aus technischen Datenblättern. Das Sachbilanzmodell der vorliegenden Studie orientiert sich an dem Indikatoren-Modell ⁠ KPI4DCE ⁠ (⁠ UBA ⁠ 2018). Mit diesem Modell lassen sich die Lebensphasen der Herstellung und die Nutzung eines Rechenzentrums bilanzieren. Für die Umweltwirkungsabschätzung des Cloud-Computing-Services eines Rechenzentrums wurde das Indikatoren-Modell KPI4DCI in dem Forschungsvorhaben „Green Cloud-Computing“ erweitert. Die vollständigen Ergebnisse und der Abschlussbericht werden voraussichtlich im Dezember vorliegen.

Bromierte Flammschutzmittel: Schutzengel mit schlechten Eigenschaften?

Über Nutzen, Risiken und Ersatzstoffe informiert ein neues Hintergrundpapier des Umweltbundesamtes Flammschutzmittel retten Leben – denn sie können verhindern, dass Brände entstehen. Viele Hersteller setzen die Stoffe daher in Elektro- und Elektronikgeräten, Dämmstoffen oder Textilien ein. Aber: Einige der potentiellen Lebensretter haben nicht nur gute Eigenschaften. Besonders die bromierten Flammschutzmittel können sich in der Umwelt verbreiten sowie in der Nahrungskette und im Menschen anreichern. Die beiden häufig verwendeten Flammschutzmittel Decabromdiphenylether (DecaBDE) und Hexabromcyclododecan (HBCD) sind beispielsweise in der Muttermilch, in Fischen, Vogeleiern und Eisbären nachweisbar. HBCD ist akut giftig für Gewässerorganismen. Bei DecaBDE bestehen konkrete Hinweise auf langfristig schädliche, neurotoxische Wirkungen und den langsamen Abbau zu niedriger bromierten, stärker toxischen Verbindungen. „Vor allem die weite Verbreitung des DecaBDE und HBCD macht mir Sorge. Chemikalien, die sich in Mensch oder Tier anreichern, gehören nicht in die Umwelt”, sagt Prof. Dr. Andreas Troge, Präsident des Umweltbundesamtes (UBA). Für viele bromierte Flammschutzmittel gibt es sinnvolle Alternativen – und zwar ohne Abstriche an der Sicherheit. Möglich sind gänzlich andere Materialien – beispielsweise Textilien aus Glasfasern – oder weniger schädliche Flammschutzmittel, etwa Magnesiumhydroxid oder bestimmte halogenfreie, phosphororganische Flammschutzmittel. Der Einsatz dieser Alternativen ist technisch und wirtschaftlich möglich. Ein neues Hintergrundpapier des UBA stellt die wichtigsten Fakten zu bromierten Flammschutzmitteln zusammen. Bromierte Flammschutzmittel sind technisch gut zu verarbeiten und relativ kostengünstig. ⁠ DecaBDE ⁠, HBCD und Tetrabrombisphenol A (TBBPA) gehören mit jeweils 56.400 Tonnen, 22.000 Tonnen und 145.000 Tonnen pro Jahr zu den weltweit meistverbrauchten bromierten Flammschutzmitteln. Zu Emissionen kommt es sowohl während der Produktherstellung als auch bei der Produktnutzung und der Entsorgung. Die Anteile der verschiedenen Eintragungspfade sind noch nicht ausreichend geklärt. Die neue europäische Chemikalienverordnung ⁠ REACH ⁠ sieht vor, dass so genannte ⁠ PBT ⁠-Stoffe - also Stoffe, die gleichzeitig persistent, bioakkumulierend und toxisch sind – in Zukunft nicht mehr verwendet werden sollen. Ausnahmen lässt die Europäische Chemikalienagentur nur unter drei Bedingungen zu: Es liegen keine weniger gefährlichen Ersatzstoffe vor, Umwelteinträge lassen sich nachweislich auf ein Mindestmaß reduzieren und der gesellschaftliche Nutzen übersteigt die Risiken. HBCD ist bereits als PBT-⁠ Stoff ⁠ bewertet, bei DecaBDE steht die Entscheidung noch aus. Diese beiden Flammschutzmittel wären damit unter den ersten bedeutenden Industriechemikalien mit einer solchen Bewertung. „Ich halte eine Bewertung als PBT-Stoffe und eine deutliche Begrenzung der Anwendung dieser Substanzen für dringend geboten”, so ⁠ UBA ⁠-Präsident Troge. Sowohl DecaBDE als auch HBCD und TBBPA kommen in Gehäusen von Elektro- und Elektronik–geräten vor, ebenso sind DecaBDE und HBCD in Textilien enthalten. Hier plädiert das UBA für ein rasches Ende aller Anwendungen, da weniger problematische Ersatzstoffe – wie Magnesiumhydroxid, bestimmte phosphororganische oder stickstoffhaltige Flammschutzmittel – verfügbar sind. Für HBCD in Dämmstoffen aus Polystyrol ist bisher kein alternatives Flammschutzmittel bekannt. Allerdings erfüllen bei den meisten Anwendungen andere Dämmstoffe – beispielsweise Mineralwolle – die gleiche Funktion. Das UBA hält es allerdings für vertretbar, HBCD wegen seiner positiven Wirkung bei der Wärmedämmung befristet als Flammschutzmittel weiterzuverwenden. Dies gilt jedoch nur, sofern eine strenge Emissionskontrolle während der Herstellung und Verarbeitung erfolgt und die Entwicklung geeigneter Ersatzstoffe schnell voranschreitet. TBBPA kommt vorwiegend als reaktives Flammschutzmittel in elektronischen Leiterplatten zum Einsatz und ist dort das dominante Flammschutzmittel. Es liegen jedoch marktreife Alternativen vor, weshalb das UBA den Ersatz hier mittelfristig anstrebt. Als Ersatzstoffe kommen auch hier bestimmte halogenfreie, phosphororganische Flammschutzmittel oder von sich aus schwer entflammbare Kunststoffe in Betracht.

Glaswolle

Die Modellierung des Umweltprofils „Glaswolle“ umfasst die Aufwendungen und Emissionen der Herstellung einer Dämmmatte aus Glaswolle mit einer Dichte von 40 kg/m³. Berücksichtigt wurden die Bereitstellung von Rohmaterial, Transporte, Schmelze, Formen und Sammeln der Glasfasern, Aushärten und weitere interne Prozesse. Die Energie für den Schmelzprozess wird hauptsächlich durch Elektrizität und Erdgas bereitgestellt. Der Scherbenanteil im Rohglas beträgt etwa 65 % Import: 21978t Produktion: 107756t

Glasfasern

Die Modellierung des Umweltprofils „Glasfasern“ umfasst die Aufwendungen und Emissionen der Herstellung von Endlosglasfasern. Berücksichtigt wurden die Bereitstellung von Rohmaterial, Transporte, Schmelze und Formen der Glasfasern. Die Inventardaten entstammen einem Bericht der europäischen Glasverarbeitungsindustrie. Der Prozess repräsentiert die Herstellung in einem Rekuperativ- oder einem Oxyfuel-befeuerten Ofen. Import: 5632t Produktion: 11133t

Markt für Glasfasern

technologyComment of glass fibre production (RER, RoW): Recuperative or oxy-fuel fired furnaces.

Herstellung von glasfaserverstärktem Kunststoff, Polyamid, spritzgegossen

Injection moulding of glass fibre.

Überarbeitung der Emissionsfaktoren für Luftschadstoffe in den Branchen Zementklinkerproduktion und Glasherstellung

Die Hüttentechnische Vereinigung der deutschen Glasindustrie e. V. mit Sitz in Offenbach am Main betreibt seit über 40 Jahren Emissionsmessungen im Bereich der Glasindustrie in Deutschland. Zur Bereitstellung der Emissionsfaktoren in der deutschen Glasindustrie, die aufgearbeitet und der Öffentlichkeit zur Verfügung gestellt werden konnten, lagen somit handfeste Messwerte vor. In diesem Bericht wird die Glasherstellung auf sieben Glassparten aufgeteilt: Behälterglas, Flachglas, Wirtschaftsglas, Spezialglas, Glasfasern und Glaswolle, Mineral- und Steinwolle sowie Wasserglas. Zeitlich aufgeteilte Emissionsdarstellungen gewähren somit einen Blick auf die Entwicklung der Emissionen in der Glasindustrie. Zusätzlich wurden zu den errechneten Emissionsfaktoren, die auf tatsächlichen Messungen basieren, Unsicherheiten erarbeitet. Diese sollen die möglichen Abweichungen vom nicht zu ermittelnden tatsächlichen Wert aufzeigen und basieren auf Schätzungen. Die Messtätigkeiten der Hüttentechnischen Vereinigung der Deutschen Glasindustrie decken nicht die gesamte Anzahl an Glasherstellern ab. Deshalb beinhaltet dieser Bericht ein Expertenvotum für ausgewählte Emissionsfaktoren: Eine Einschätzung auf Grundlage von internen und externen Messdaten und Erfahrungen unseres Vereins in Anbetracht der umwelttechnischen Entwicklungen im Bereich der Glasindustrie, um ein möglichst reales Emissionsbild für jede der genannten Glassparten zu liefern. Quelle: Forschungsbericht

Inventarermittlung der F Gase 2021/2022 Daten von HF(C)KW FKW SF6 NF3 SF5CF3 H(C)FE und PFPMIE für die nationale Emissionsberichterstattung gemäß Klimarahmenkonvention für die Berichtsjahre 2021 und 2022

Das Projekt "Inventarermittlung der F Gase 2021/2022 Daten von HF(C)KW FKW SF6 NF3 SF5CF3 H(C)FE und PFPMIE für die nationale Emissionsberichterstattung gemäß Klimarahmenkonvention für die Berichtsjahre 2021 und 2022" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Öko-Recherche. Büro für Umweltforschung und -beratung GmbH durchgeführt. Der Bericht präsentiert die Emissionsdaten der fluorierten Treibhausgase HF(C)KW, FKW, SF6, NF3, SF5CF3, H(C)FE und PFPMIE (F-Gase) für die Jahre 1995-2022 für Deutschland. Die Emissionen bewegten sich in den Jahren 1995 bis 1998 auf hohem, relativ konstantem Niveau. Im Jahr 1999 gab es ein sprunghaftes Absinken. Zwischen den Jahren 2000 und 2017 fand ein leichter Aufwärtstrend statt. Ab 2018 kam es zu einem deutlichen Abwärtstrend. Dieser hat sich fortgesetzt, und so lagen die Emissionen im Jahr 2022 bei 4.805 t, was 9,6 Mio. t in CO2- Äquivalenten entspricht. Damit machen sie etwa 1,2 % der Gesamtemissionen aller Treibhausgase in Deutschland aus, die 2022 bei etwa 746 Mio. t CO2-Äquivalenten lagen (Umweltbundesamt 2023c). „Dieser Bericht ist entsprechend der Strukturierung des Nationalen Inventarberichts (NIR) aufgeteilt. In diesem alle Treibhausgase umfassenden Bericht werden die fluorierten Treibhausgase in den Sektor-Abschnitten 2.B, 2.C, 2.E, 2.F, 2.G und 2.H behandelt. Sektor 2.B befasst sich unter 2.B.9 mit den Emissionen aus der Produktion von halogenierten Kohlenwasserstoffen und SF6. Das folgende Kapitel 2.C behandelt die Metallproduktion. Hier werden unter 2.C.3 und 2.C.4 die Emissionen aus der Aluminium- und Magnesiumproduktion aufgeführt. Der Sektor 2.E beinhaltet die Emissionen aus der Elektronik-Industrie, der folgende Sektor 2.F diejenigen aus Anwendungen als ODS-Ersatz und der Sektor 2.G die „Sonstige Produktherstellung und –verwendung“. Unter dem Abschnitt 2.H.3 werden vertrauliche Emissionen verschiedener Sektoren aggregiert berichtet. Darunter fallen die Emissionen aus der Herstellung von Solarzellen mit FKW (2.E.3), aus der Verwendung als Wärmeüberträger (2.E.4), als Lösemittel (2.F.5), aus der AWACS-Wartung (2.G.2.a), aus Sportschuhen (2.G.2.d), beim Schweißen (2.G.2.e), bei der Herstellung optischer Glasfasern (2.G.2.e) und von Perfluordecalin in medizinischen und kosmetischen Anwendungen (2.G.2.e). Außerdem gibt es Informationen zu freiwillig berichteten fluorierten Treibhausgasen.“ (Warncke und Gschrey 2021b).

Teil 1

Das Projekt "Teil 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Landesanstalt für Agrartechnik und Bioenergie (740) durchgeführt. Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines vollkommen neuen Verfahrens zur Erzeugung von gasförmigen Kraftstoffen aus organischen Abfallstoffen. Dazu werden erstmals fermentative Verfahren und bio-elektrische Systeme zu einem neuen Prozess kombiniert. In diesem Prozess werden die Abfallstoffe zunächst in einem 'dark fermentation reactor' fermentativ in organische Säuren umgewandelt und anschließend einer bio-elektrochemischen Konversion, bestehend aus einer Anoden- und einer Kathodenkammer zugeführt werden. An der Anode werden die gelösten organischen Säuren durch exoelektrogene Bakterien zu CO2, H+ und e- oxidiert. Während die Protonen durch eine PEM (proton exchange membrane) der Kathode zugeführt werden, geben die Bakterien die freiwerdenden Elektronen an die Anode ab, so dass diese über eine elektrische Verbindung an die Kathode weiter geleitet werden. Das gebildete CO2 wird ergänzend bedarfsgerecht der Kathode zugeführt. Die Einzelziele des Projektes sind wie folgt definiert: - Entwicklung und Erprobung eines geeigneten Anoden- und Kathodenmaterials und Optimierung der Elektrodenstruktur - Untersuchung der biologischen Diversität der Mikroorganismen an den Elektroden - Optimierung des fermentativ bioelektrochemischen Gesamtverfahrens unter technischen Aspekten im Labormaßstab. Im Berichtszeitraum wurden im Wesentlichen folgende Arbeiten durchgeführt: Ausgehend von Vorarbeiten zur Wasserstoffproduktion mit Edelstahlkathoden in dem für die Methanogenen geeigneten Kulturmedium, wurde iterativ ein auf die Anforderungen der Kathodenentwicklung hin optimiertes Reaktorkonzept entwickelt. Eine Hauptanforderung an den Reaktor ist dabei die integrierte CO2-Versorgung. Hinsichtlich der Entwicklung eines geeigneten Biofilm-Trägermaterials wurden vergleichende Untersuchungen mit Glasfasern und Nanofasern aus Polyacrylnitril (PAN) in einer Kultur von M. barkeri durchgeführt. Die PAN-Nanofasern wurden teilweise zusätzlich mit (3-Aminopropyl)triethoxysilan (ATPES) behandelt, um deren Oberfläche mit positiven Ladungen auszurüsten und so die Biofilmansiedlung zu verbessern. In verschiedenen Langzeitexperimenten mit bioelektrochemischen Systemen, die mit Perkolat als Substrat betrieben wurden, konnte gezeigt werden, dass die bereits im Perkolat bestehende Community an Organismen in der Lage ist, die enthaltenen organischen Säuren komplett zu oxidieren. Dabei konnten Stromstärken von bis zu 0,5 mA/cm2 Anodenfläche gemessen werden. Die durchgeführten Untersuchungen zum fermentativen Aufschluss der Abfallstoffe belegen, dass die gewählten Substrate sehr gut in organische Säuren überführt werden können. Es traten keinerlei Prozessstörungen auf. In HPLC-Untersuchungen konnten keine Alkohole und Zucker im Perkolat nachgewiesen werden. Die Untersuchung des Perkolats zeigte für pH-6,0 die höchsten Konzentrationen an organischen Säuren, besonders die Gehalte an Essigsäure und Buttersäure lagen im Vergleich deutlich über den Werten bei pH-5,5.

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