idw – Informationsdienst Wissenschaft

Nachrichten, Termine, Experten

Grafik: idw-Logo
idw-Abo
Medienpartner:
Wissenschaftsjahr


Teilen: 
03.11.2016 11:06

Mikroben fertigen Bioplastik aus Rauchgas und Strom

Monika Landgraf Presse, Kommunikation und Marketing
Karlsruher Institut für Technologie

    Ein ressourcenschonendes und kostengünstiges Verfahren zur Herstellung von Bioplastik entwickeln Forscher am Karlsruher Institut für Technologie (KIT): In dem vom Bundesforschungsministerium geförderten Projekt „BioElectroPlast“ setzen sie Mikroorganismen ein, die aus Rauchgas, Luft sowie Strom aus erneuerbaren Quellen das Polymer Polyhydroxybuttersäure produzieren. Der so optimierte Prozess der mikrobiellen Elektrosynthese eröffnet für die Zukunft weitere Perspektiven, etwa zur Herstellung von Biokraftstoffen oder zur Speicherung von Strom aus regenerativen Quellen in Form chemischer Produkte.

    Mit dem Wunsch der Verbraucher nach nachhaltigen Erzeugnissen wächst auch die Nachfrage nach Bioplastik, beispielsweise für Einwegbecher, Verpackungen oder Abfallbeutel. Das am Institut für Angewandte Biowissenschaften (IAB) des KIT, Abteilung Angewandte Biologie unter Leitung von Professor Johannes Gescher, koordinierte Projekt „BioElectroPlast“ zielt auf ein Verfahren zur Herstellung von Bioplastik, das Ressourcen schont und Kosten spart. Darüber hinaus ist „BioElectroPlast“ darauf ausgerichtet, das Treibhausgas Kohlendioxid (CO₂) als günstigen, überall verfügbaren Rohstoff in die Wertschöpfungskette einzubauen sowie erneuerbare Energien einzukoppeln.

    Die Wissenschaftler bauen dabei auf eine relativ neue Technologie – die mikrobielle Elektrosynthese: Vor rund sechs Jahren beschrieben Forscher in den USA erstmals, wie bestimmte Mikroorganismen auf einer Kathode wachsen, dabei CO₂ fixieren und die Kathode als alleinige Energie- und Elektronenquelle nutzen. Ein chemischer Prozess dagegen verlangt hohe Drücke und Temperaturen, das heißt einen hohen Energieeinsatz, sowie teure Katalysatoren. Bisher wurden mit der mikrobiellen Elektrosynthese meist Acetate – Salze der Essigsäure – produziert. „Wir haben den Prozess dahingehend optimiert, dass wir den Mikroorganismen mehr Energie zur Verfügung stellen, sodass sie komplexere Moleküle – zum Beispiel Polymere – produzieren können“, erklärt Johannes Eberhard Reiner vom IAB des KIT. „Dazu mischen wir das CO₂ mit Luft. Die Mikroorganismen können dann den Sauerstoff als Elektronenakzeptor nutzen. Das ist dem menschlichen Atmungsprozess recht ähnlich, bei dem der Sauerstoff ebenfalls als Empfänger von Elektronen dient. Bei uns Menschen kommen die Elektronen natürlich nicht von einer Kathode, sondern werden durch die Verstoffwechselung der aufgenommenen Nahrung in den Zellen freigesetzt und dort dann zur Energiegewinnung auf Sauerstoff übertragen.“

    Die Forscher setzen einen neu isolierten Mikroorganismus, der sich ständig selbst regeneriert, als Biokatalysator ein und greifen auf Rauchgas als CO₂-Quelle zurück. Damit erreichen sie nicht nur eine Reduktion des Treibhausgases CO₂, sondern schonen auch andere Quellen für organischen Kohlenstoff, die üblicherweise als biotechnologische Substrate dienen, wie landwirtschaftliche Produkte. Dies vermeidet eine Konkurrenz zur Nahrungs- und Futtermittelherstellung. Die für den „BioElectroPlast“-Prozess erforderliche elektrische Energie beziehen die Wissenschaftler aus regenerativen Quellen.

    Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das Projekt „BioElectroPlast“ im Rahmen seiner Initiative „CO₂Plus – Stoffliche Nutzung von CO₂ zur Verbreiterung der Rohstoffbasis“. „BioElectroPlast“ startete im September dieses Jahres und ist auf drei Jahre angelegt. Partner sind neben dem IAB der Lehrstuhl für Wasserchemie und Wassertechnologie von Professor Harald Horn am Engler-Bunte-Institut (EBI) und die Gruppe Bioprozesstechnik und Biosysteme unter Leitung von Professor Andreas Dötsch am Institut für Funktionelle Grenzflächen (IFG) des KIT sowie die Universität Freiburg und die EnBW AG. Die EnBW engagiert sich in diesem Projekt, um so den CO₂-Ausstoß bei der Brückentechnologie Kohleverbrennung weiter zu reduzieren. Die Forscher werden ihre Reaktoren direkt im Kohlekraftwerk der EnBW am Rheinhafen Karlsruhe testen und dabei die Abgase des Kraftwerks nutzen.

    Weiterer Kontakt:
    Margarete Lehné, Pressereferentin, Tel.: +49 721 608-48121, Fax: +49 721 608-43658, E-Mail: margarete.lehne@kit.edu

    Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) verbindet seine drei Kernaufgaben Forschung, Lehre und Innovation zu einer Mission. Mit rund 9 300 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern sowie 25 000 Studierenden ist das KIT eine der großen natur- und ingenieurwissenschaftlichen Forschungs- und Lehreinrichtungen Europas.

    KIT – Die Forschungsuniversität in der Helmholtz-Gemeinschaft

    Diese Presseinformation ist im Internet abrufbar unter: http://www.kit.edu


    Anhang
    attachment icon Mikroben fertigen Bioplastik aus Rauchgas und Strom

    Merkmale dieser Pressemitteilung:
    Journalisten, jedermann
    Biologie, Chemie, Energie, Umwelt / Ökologie
    überregional
    Forschungsprojekte, Kooperationen
    Deutsch


    Der Biologe Johannes Eberhard Reiner vom KIT mit den Reaktoren zur mikrobiellen Elektrosynthese.


    Zum Download

    x

    Hilfe

    Die Suche / Erweiterte Suche im idw-Archiv
    Verknüpfungen

    Sie können Suchbegriffe mit und, oder und / oder nicht verknüpfen, z. B. Philo nicht logie.

    Klammern

    Verknüpfungen können Sie mit Klammern voneinander trennen, z. B. (Philo nicht logie) oder (Psycho und logie).

    Wortgruppen

    Zusammenhängende Worte werden als Wortgruppe gesucht, wenn Sie sie in Anführungsstriche setzen, z. B. „Bundesrepublik Deutschland“.

    Auswahlkriterien

    Die Erweiterte Suche können Sie auch nutzen, ohne Suchbegriffe einzugeben. Sie orientiert sich dann an den Kriterien, die Sie ausgewählt haben (z. B. nach dem Land oder dem Sachgebiet).

    Haben Sie in einer Kategorie kein Kriterium ausgewählt, wird die gesamte Kategorie durchsucht (z.B. alle Sachgebiete oder alle Länder).

    Cookies optimieren die Bereitstellung unserer Dienste. Durch das Weitersurfen auf idw-online.de erklären Sie sich mit der Verwendung von Cookies einverstanden. Datenschutzerklärung
    Okay