2020-01-01  –  2023-07-31

293.293,17 EUR

Universität Stuttgart - Fakultät 4 Energie-, Verfahrens- und Biotechnik - Institut für Biomaterialien und biomolekulare Systeme, Stuttgart, Baden-Württemberg

03EI5407A

Energetische Biomassenutzung [EB1920]

01199403/1  –  RhoTech

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESI5)

Energie

Das Projekt demonstriert einen neuen Wasserstoffproduktionsprozess mit dem Purpurbakterium Rhodospirillum rubrum unter Nutzung von Frucht- und Molkerei-Abfällen als C- und Energiequelle. Der Prozess benötigt prinzipiell kein Licht, ist sehr kostengünstig und beliebig skalierbar. Der Kernprozess wird 'Dunkel-Photosynthese' genannt, da alle Gene, die für photosynthetisches Wachstum notwendig sind, durch die besondere Kulturmedium-Zusammensetzung maximal exprimiert werden. Neben H2-Produktion, als Konsequenz aus der Photosynthese-Apparatur, werden auch hochwertige industrielle Produkte (wie Terpenoide) produziert. Die R. rubrum-Dunkel-Photosynthese-Technologie kann damit ein wichtiger Biomasse-Baustein in einer zukünftigen Wasserstoffwirtschaft und Circular Bioeconomy in Deutschland werden. Der wissenschaftlich schon sehr ausgereifte Dunkel-Photosynthese Prozess wird im Rahmen des Projekts skaliert und die Prozess-Effizienz weiter optimiert. Fokussiert wird dabei auf verbesserte genetische Stämme, sowie technische Innovationsentwicklung zur Optimierung der späteren Wachstumsphase der H2-produzierenden Kultur. Die Stoffwechselprozesse von genetisch verbesserten Stämmen werden mit quantitativen Metabolomics-Messungen analysiert, um die Strategien für Weiterentwicklungen zu steuern. Innerhalb des Projekts wird die Effektivität von industrieller Fruktose bzw. Isofruktose für ein großskaliges Fed-Batch-Kultivierungsverfahren geprüft. Durch den Einsatz von niedrigenergie LED-Licht (Kooperation mit der Fa. KE-Technologie) soll eine weitere Produktionssteigerung der H2-Ausbeute erreicht werden. Das Licht dient dabei nur als Ergänzungs-Reduktions- und Energiequelle. Die Marktperspektiven des Dunkel-Photosynthese Prozesses werden durch die Entwicklung und Bewertung von systemischen Integrationsszenarien analysiert. Dies soll die Basis für folgende Pilotprojekte im industriellen Umfeld schaffen, welche die Grundlage für eine erfolgreiche Markteinführung der Technologie bilden.