Fraunhofer entwickelt Biokonstruktionsmaterial mit Cyanobakterien
Forscher des Fraunhofer-Instituts haben ein Verfahren zur Herstellung biogener Baustoffe unter Verwendung von Cyanobakterien entwickelt. Der Prozess bindet Kohlendioxid und stellt eine umweltfreundliche Alternative zur CO2-intensiven Zementproduktion dar.
Forscher verschiedener Fraunhofer-Institute haben eine neuartige, klimafreundliche Methode zur Herstellung von Baustoffen entwickelt. Im Rahmen des Projekts "BioCarboBeton" werden Cyanobakterien (Blaualgen) genutzt, die mittels Fotosynthese Kohlendioxid binden können. Dieses Verfahren bietet eine umweltfreundliche Alternative zur herkömmlichen Betonherstellung, die erhebliche CO2-Emissionen verursacht.
Das Herzstück der neuen Technologie sind Cyanobakterien, die in einer Nährlösung kultiviert werden. Durch Zugabe von Gesteinskörnungen und Füllstoffen wie Sand entstehen feste, steinähnliche Strukturen. Dieser biologische Prozess ahmt die Bildung von Stromatolithen nach, Gesteinsformationen, die Cyanobakterien seit Milliarden von Jahren in der Natur erzeugen. Anstatt CO2 freizusetzen, wie bei der Zementherstellung, wird das Treibhausgas im Material gebunden.
Die Fraunhofer-Forscher, darunter Projektinitiator Matthias Ahlhelm sowie ein Team um Ulla König vom FEP, haben diesen natürlichen Prozess erfolgreich nachgebildet und technologisch umgesetzt. Durch die Entwicklung von Photobioreaktoren kann die Kultivierung von Cyanobakterien und die Produktion von Biomasse im industriellen Maßstab erfolgen.
In einem ersten Schritt werden die lichtempfindlichen Cyanobakterien in einer Nährlösung unter kontrollierten Licht- und Temperaturbedingungen zur Optimierung der Fotosynthese gezüchtet. Die Zugabe von Kalziumquellen ermöglicht die Mineralisierung der Bakterienkultur zu stromatolith-ähnlichen Strukturen. Anschließend wird eine Hydrogelmischung mit verschiedenen Sandarten hergestellt, und zusätzliches Kohlendioxid wird zugeführt, um den Prozess zu unterstützen.
Das neue biogene Baumaterial hat das Potenzial, den CO2-Fußabdruck der Bauindustrie erheblich zu reduzieren. Es stellt eine nachhaltige Alternative zu konventionellen Baustoffen dar und bindet aktiv atmosphärisches Kohlendioxid im Baustoff selbst.