Im Oktober 2023 ist das EU-Projekt »SUNGATE« unter der Federführung des Fraunhofer IME in Zusammenarbeit mit 11 Partnern aus Industrie und Forschung gestartet. Ziel des Projekts ist es, auf Basis der künstlichen Photosynthese eine neuartige, nachhaltige und kosteneffiziente Biohybrid-Technologie zu entwickeln, mit der eine hocheffiziente und skalierbare Produktion von Solarkraftstoff ermöglicht wird.

Im Angesicht der Energiewende des Klimawandels, stellt Solarkraftstoff eine nachhaltige Lösung für eine umweltschonenden Energieversorgung dar – ob in der Mobilität, Privathaushalten oder in Industriebranchen mit hohem CO₂-Ausstoß. Ein vielversprechender Ansatz zur Herstellung von Solarkraftstoff ist die künstliche Photosynthese; jedoch sind die derzeitigen Systeme ineffizient und aufgrund der hohen Kosten für den Einsatz in der Industrie ungeeignet. Das EU-Projekt SUNGATE will diesen Einschränkungen entgegenwirken und kombiniert dazu die Grundlagen der künstlichen Photosynthese mit der Photoelektrokatalyse sowie der Flowmikroreaktortechnik und Biotechnologie. Das übergeordnete Ziel von SUNGATE ist es, eine Technologie bereitzustellen, die eine kosteneffiziente globale Energieversorgung gewährleisten kann und bis zum Jahr 2050 zur Klimaneutralität beizutragen.

Neben der Projekt-Koordination übernimmt das Fraunhofer IME im Rahmen von SUNGATE die Produktion von CO₂-reduzierenden Biokatalysatoren. Darüber hinaus beteiligt sich das Fraunhofer IME maßgeblich an der Verbesserung der Eigenschaften von photoaktiven Komponenten der einzelligen Rotalge Cyanidioschyzon merolae.

Die einzigartige modulare und skalierbare SUNGATE-Technologie ermöglicht eine flexible, defossilisierte Produktion von Solarkraftstoff für ein breites Anwendungspektrum. Dadurch soll der Weg für ein einzigartiges, modulares Technologiesystem geebnet werden, das im Gegensatz zu etablierten photoelektrochemischen Systemen keine giftigen oder kritischen Rohstoffe verwendet. SUNGATE nutzt Sonnenlicht als einzige Energiequelle, während Wasser und CO₂ als unerschöpfliche Rohstoffe dienen, die dann in Solarkraftstoff wie Methanol oder Formiat umgewandelt werden.

Das interdisziplinäre Projektkonsortium besteht aus 12 Industrie- und Forschungspartnern aus sechs EU-Ländern und der Türkei. Mit einem Gesamtbudget von rund 4,9 Millionen Euro wird das Projekt SUNGATE von dem Horizon Europe Programm der EU bis zum 30. September 2027 gefördert.

Das Fraunhofer-Institut für Silicatforschung arbeitet mit seiner Partikeltechnologie-Gruppe innerhalb des Projekts SUNGATE v. a. an den Katalysatoren für neue anodische Halbzellen sowie an biodegradierbaren, nicht-toxischen Hydrogelen zur Einbettung der photokatalytisch aktiven (bio)hybriden Komponenten. Darüber hinaus steuert das Fraunhofer ISC mit seinem Zentrum für Angewandte Analytik umfassendes Analysen-Knowhow bei, um die neuen Entwicklungen zu prüfen und zu validieren. Hierfür werden auch spezielle Methodiken für die Präparation und den Analysenprozess entwickelt.