|  | Der Sabatier-Prozess: Vergleich der synthetischen und biogenen Methanisierung |  |
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 |  |  |  |  |  | Schule: Annette-von-Droste-Hülshoff-Gymnasium
|  | Betreuung: Michael Deittert Daniel Spieker |  |  |
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Kurzfassung:  |  |  |  | Der Sabatier-Prozess, ein Vergleich der synthetischen und biogenen Methanisierung - Kurzfassung Eine Möglichkeit, den durch die erhöhte CO2 Emission verstärkten Treibhauseffekt einzudämmen, ist die Nutzung des bereits ausgestoßenen CO2s. Bei der Sabatier-Reaktion regieren CO2 und H2 unter Zugabe von Energie stark exotherm zu CH4 und H2O. Das durch CO2 generierte CH4 kann dann wieder zur Energiegewinnung verwendet werden. So kann die Nutzung des Sabatier-Prozesses unteranderem zur Dekarbonisierung der Erdatmosphäre beitragen, wenn das für den Prozess verwendete CO2 als Abfall durch Verbrennungsprozesse entstanden ist. Unter diesen Umständen stellt der Sabatier-Prozess zudem eine Variante der Waste-to-Value Nutzung dar. Der Sabatier-Prozess kann auf zwei verschiedenen Wegen durchgeführt werden: Zum einen auf synthetischer und zum anderen auf biogener Ebene. Diese unterscheiden sich primär in den jeweils verwendeten Katalysatoren. Im Rahmen unserer Projektarbeit werden wir zunächst die beiden Wege der Methansynthese durch den Sabatier-Prozess vergleichen und anschließend auf eine jeweilige Eignung für die Waste-to-Value Nutzung prüfen. Auf synthetischer Ebene untersuchen wir zudem die Auswirkung der drei Katalysatoren Perl, Perlplatin und Platin in Abhängigkeit von der Zeit auf die Effizienz der Sabatier-Reaktion. Als Vergleichswert dient eine Durchführung der synthetischen Methanisierung ohne jeglichen Katalysator, um die Effizienz differenziert beurteilen zu können und zu überprüfen, ob die Sabatier-Reaktion auch ohne katalytische Hilfe stattfindet. Jedoch sind die Ergebnisse beschriebener Probe aus logistischen Gründen erst zum Zeitpunkt des Wettbewerbes verfügbar. Nach einer GC-Analyse der jeweils entstandenen Produktgase, zeigte sich aufgrund des höchsten Methananteils der Platinkatalysator als der Effizienteste. Jedoch konnte bei allen Katalysatoren ein Stattfinden der Sabatier-Reaktion durch ein Methannachweis im Produktgas nachgewiesen werden. Im nächsten Schritt unserer Versuchsreihe ersetzten wir das reine CO2- Edukt durch eine unreine Abgasprobe eines Motorrads, wodurch das CO2 als Abfallprodukt vorliegt und somit der Sabatier-Prozess als Komponente einer Waste-to-Value Nutzung simuliert wird. Auf biogener Ebene der Methansynthese übernehmen im Gärsubstrat vorhandene Archaeebakterien die Rolle der Katalysatoren für die Sabatier-Reaktion. Diese zeichnen sich dadurch aus, dass sie den Sabatier-Prozess zur Energiegewinnung nutzen und das dabei entstehende Methan für sie nur ein Abfallprodukt darstellt. Auch hier konnte durch eine GC-Analyse ein gewisser Methananteil im Produktgas nachgewiesen werden.Verglichen mit der synthetischen Methanisierung benötigt die biogene Methanisierung deutlich weniger Energie, nimmt jedoch mehr Zeit in Anspruch. Allerdings wird bei der biogenen Durchführung der Sabatier-Reaktion mit unberechenbareren Faktoren wie zum Beispiel der nicht einheitlichen Konzentration der Archaeen im Gärsubstrat sowie der variierenden Geschwindigkeit, mit der die Archaeen das eingeleitete Gas umsetzen gearbeitet. Aus zeitlichen Gründen konnte die Eignung der biogenen Methanisierung für eine Waste-to-Value Nutzung nicht geprüft werden. Zusammenfassend ist uns im Rahmen der Versuchsreihe gelungen, sowohl auf synthetischer als auch auf biogener Ebene aus CO2 Methan zu generieren. Zudem birgt der Sabatier-Prozess aufgrund einer möglichen Waste-to-Value Nutzung hohe Zukunftsperspektiven, jedoch ist das Verfahren noch nicht weitreichend genug erforscht, um ihn sicher im großen industriellen Stil zu nutzen. |  |  |  |  |
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