carbonATE Development of an enzymatic CO2-capture strategy for an optimised microbiological methanation
Inhalt des Projektes ist die Entwicklung von biotechnologischen Verfahren für die Konversion von CO2 und H2 zur Gewinnung von Methan. Dabei werden in einem ersten Schritt Enzyme für die Umwandlung und Löslichung von CO2 in Wasser als Hydrogencarbonat oder Formiat verwendet. Somit soll ein biotechnologisches Verfahren zur CO2 Abscheidung und Nutzung möglich werden. Im nächsten Schritt wird untersucht inwiefern diese Produkte in der Methanisierung schneller verstoffwechselt werden können und zu einer Beschleunigung der mikrobiologischen Methanisierung führen. Für die Umsetzung werden in Rieselbettreaktoren Mischkulturen verwendet und anschließend das Mikrobiom analysiert. Zum Abschluss wird eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung des Prozesses durchgeführt.
Ausgangssituation
Die EU strebt einen Übergang der Energiebereitstellung hin zu Erneuerbaren Energien hin an. P2G sind Systeme die verschiedene Systeme miteinenander sinnvoll verknüpft werden können. Die Biomethanisierung ist ein Konzept bei dem CO2 mit H2 gemeinsam genutzt werden können. Verunreinigungen an O2 und N2 läßt das Potential an Gasen stark reduzieren. Aufreinigungstechnologien zur Gewinnung anoxischen CO2 sind teuer und energieintensiv. Ein enzymatischer Ansatz zur Abscheidung von CO2 wäre eine Möglichkeit günstig und energiearm CO2 aus verschiedenen Gasen wie Verbrennungsgasen zu gewinnen und bieten somit ein großes Potential für die Methanisierung an Gasen an. Eine Gesellschaft ohne fossile Energieträger ist auf energiearme und günstige Konversionsverfahren angewiesen.
Projektverlauf
Das Projekt ist derzeit voll im Zeitplan. Die Herstellung der Enzyme und die Untersuchungen über ihren Einsatz sind weitestgehend abgeschlossen. Aktuell werden die ersten Untersuchungen mit methanogenen Archaeen in Rein- und Mischkultur durchgeführt.
Meilensteine
- Herstellung der Enzyme Carbonische Anhydrase und Formiatdehydrogenase
- Prozessparameter für die Anwendung der Enzyme
- Prozessparameter und Reaktordesign für Methanisierung
- Proof-of-concept Bioprozess
- DNA Analyse der mikrobiologischen Gemeinschaft im Reaktor
- Ökonomischen Prozessevaluierung
"Das Projekt hat mehrere Interessante biotechnologische Ansätze. Zunächst die Untersuchungen zur CO2 Abtrennung und Bildung von Precursern für weitere Anwendungen, und dann die Nutzung dieser Produkte direkt in der Methanisierung. Gelingt es uns die einzelnen Schritte besser zu verstehen und umzusetzen, haben wir einen durchaus wichtigen Baustein für zukünftige Technologien."
– Günther Bochmann –
Ergebnisse
1) Ein biotechnologischer Prozess zur CO2 Abscheidung
2) Optimierter Prozess zur Biomethanisierung
3) Mikrobiome im Biomethanreaktor
Steckbrief
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Projektnummer869728
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Koordinator
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ProjektleitungGünther Bochmann, guenther.bochmann@boku.ac.at
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Partner
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SchlagwörterCH4 - Methan, CO2 - Kohlendioxid, H2 - Wasserstoff, Methanogene Archaeen
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FörderprogrammERA-NET Bioenergy - Kooperative F&E-Projekte
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Dauer03.2019 - 02.2022
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Budget612.096 €