Kohlenwasserstoffe aus Biomasse
Johannes Kabisch
Beruf:
Molekular- und Mikrobiologe
Position:
Professor am Fachbereich Biologie an der Technischen Universität Darmstadt
Beruf:
Molekular- und Mikrobiologe
Position:
Professor am Fachbereich Biologie an der Technischen Universität Darmstadt
Im Projekt "DropIn Biofuels" entwickeln Forscher um Johannes Kabisch aus Mikroorganismen Kohlenwasserstoffe für die Herstellung von Biosprit. Der Biokraftstoff soll künftig Kerosin und Diesel ablösen und könnte so auch den Flugverkehr umweltfreundlicher machen.
Bei der weltweiten Suche nach Alternativen zu erdölbasierten Treibstoffen geraten nachwachsende Rohstoffe zunehmend in den Fokus der Forschung. Während die Automobilindustrie mit umweltfreundlicheren Modellen aufwarten kann, hinkt der Luft- und Fernverkehr hinterher. Im Projekt "DropIn Biofuels" arbeiten Forscher um den Darmstädter Mikrobiologen Johannes Kabisch an einer neuer Biosprit-Generation, die auch den Flugverkehr emissionärmer machen könnte. Die Forscher setzen dabei auf die Hilfe von Mikroorganismen, um Kohlenwasserstoffe als neuen Antriebststoff nachhaltig zu produzieren. Das Projekt "DropIn Biofuels" wird vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) gefördert.
Welches Potenzial bietet die mikrobielle Produktion von Kohlenwasserstoffen für neue Biokraftstoffe?
Das Potenzial liegt vor allem in der Fähigkeit der Mikroorganismen Kohlenwasserstoffe auf der Basis von nachwachsenden Rohstoffen zu produzieren. Somit sind die resultierenden Kraftstoffe CO2-neutraler. Außerdem bieten entsprechende Prozesse der deutschen Landwirtschaft ein neues Produktpotenzial. Landwirte können z.B. anfallende Pflanzenreste zu neuen Produkten wie Kohlenwasserstoffen umwandeln.
Welche mikrobiellen Helfer nutzen Sie im Projekt „DropIn Biofuels“ zur Kohlenwasserstoff-Produktion und warum?
Wir benutzten zum einen das gram-positive Bakterium Bacillus subtilis für unseren sogenannten bottom-up-Ansatz sowie die oleogene Hefe Yarrowia lipolytica für einen top-down-Ansatz. Auswahlkriterium für beide Organismen war, dass sie als absolut sicher gelten. B. subtilis kommt überall in unserer Umwelt und auch in unserem Darm als wichtiger Besiedler vor. Gleiches gilt für Y. lipolytica, welche unter anderem auf Käse und in Marzipan gefunden werden kann. B. subtilis nutzen wir, um Kohlenwasserstoff-Moleküle von Grund aufzubauen, während wir bei Y. lipolytica die von der Hefe angelegten Speicher, die sogenannten Ölkörper, zu Kohlenwasserstoffen abbauen.
Wie kann mithilfe von Mikroorganismen Kohlenwasserstoff als Biokraftstoff hergestellt werden?
Das Prinzip besteht darin, von diversen zellulären Metaboliten zum einen enzymkatalytisch und zum anderen per chemischer Katalyse ungewollte Gruppen abzuspalten und diese folglich zu Molekülen umzuwandeln, die nur Kohlen- und Wasserstoff enthalten.
Das Projekt „DropIn Biofuels“ ist kürzlich in die „proof-of-concept“-Phase eingetreten. Was sind ihre nächsten Aufgaben und was wollen Sie erreichen?
Aktuell arbeiten wir sowohl an der weiteren Steigerung der durch Y. lipolytica gebildeten Ölkörper als auch am Feintuning der beteiligten Enzyme. Zudem beschäftigen wir uns mit dem Scale-up des chemisch-katalytischen Prozesses.
Welches Potenzial hat das Verfahren ihrer Einschätzung nach für die Zukunft?
Die von uns entwickelten Verfahren werden nur ein Puzzlestück für eine erneuerbare Kraftstoffproduktion darstellen können. Wir zielen vor allem auf Kerosin- und Diesel-Ersatz, da es schwieriger ist LKWs und Flugzeuge allein mit Batterien anzutreiben. Außerdem sollen unsere Kraftstoffe emissionsarm sein. Das größte Potenzial hat jedoch jeder Einzelne von uns, indem wir ökonomischer mit unseren Ressourcen umgehen. Denn ein „Weiter-so“ in Bezug auf unseren Kraftstoffverbrauch können wir mit den besten mikrobiellen Zellfabriken nicht decken.
Interview: Beatrix Boldt
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