Jugend forscht – Projekt: „Holzverzuckerung“

Adina Therre, Evelyn Feller und Marvin Milius beim Wettbewerb "Jugend forscht 2011"

Elo-Abiturienten erfolgreich

Adina Therre, Marvin Millius und Evelyn Feller belegten mit ihrem Projekt zur Holzverzuckerung den ersten Platz beim Regionalwettbewerb "Jugend forscht 2011".

Kurzfassung des Projekts:
Durch den hohen Energiekonsum der Welt, der stetigen Abnahme der fossilen Brennstoffe und der Klimaerwärmung inspiriert, haben wir begonnen, nach einer alternativen Methode zur Gewinnung von Energieträgern zu suchen. Dabei wurden wir auf das Verfahren der Holzverzuckerung aufmerksam. Diese Methode der Kraftstoffgewinnung kann durch geringen Energieaufwand die Spaltung des Holzes in Glukose vollziehen, um somit einen vielseitig einsetzbaren Energieträger, nämlich Ethanol, zu gewinnen. Man vergärt dazu den gewonnenen Zucker zum oben genannten Bioethanol.
Zur Spaltung verwendeten wir ein biologisches und ein chemisches Verfahren. Bei der biologischen Methode spaltet das Enzym Cellulase die Cellulose in sein Monomer, die Glukose, während wir beim chemischen Verfahren Schwefelsäure nutzten, um die glycosidischen Bindungen hydrolytisch zu spalten und somit die Glukosemoleküle zu erhalten. Man erhält eine Suspension aus Holz und Schwefelsäure mit darin gelöster Glukose. Restliche Holzbestandteile werden abfiltriert. Die Schwefelsäure wird anschließend neutralisiert, wobei verschiedene Verfahren möglich sind.
Die erhaltene Lösung von Glucose in Wasser wird unter anaerob von Hefepilzen zu Ethanol verarbeitet. Den erzielten Ethanol gewinnt man anschließend durch Destillation. Das Verfahren ist prinzipiell in großtechnischem Maßstab durchführbar.

Somit wären zwei Probleme in der Gesellschaft einer Lösung nähergebracht. Zum einen fände überflüssiges Cellulosematerial, wie Späne, Pflanzenreste oder Altpapier, eine sinnvolle Endverwertung, anstatt z.B. essbare Pflanzenteile zu verarbeiten. Zum anderen wäre die Problematik der ständigen Reduzierung der fossilen Brennstoffe teilweise gelöst und eine alternative, vielfältige und insbesondere CO2-neutrale Energiequelle geschaffen.