Mikroalgen sind längst ein wichtiges Forschungsfeld und ein Hoffnungsträger für die Bioökonomie. Nicht nur die Hersteller von Lebens- und Futtermitteln setzen auf sie. Auch für die Herstellung von Biosprit und neuen Kunststoffen gewinnen Mikroalgen zunehmend an Bedeutung. Die Mikroalgenproduktion anzukurbeln ist daher auch das Ziel eines internationalen Projektes, an dem Jülicher Forscher seit einiger Zeit tüfteln. Wissenschaftler der Universität Konstanz wollen Mikroalgen nun ganz konkret für die Herstellung von Basischemikalien fit machen. Dafür soll ein neuartiges Bioraffinerie-Verfahren zur Erzeugung wichtiger Plattformchemikalien etabliert werden. Das Projekt unter der Leitung von Stefan Mecking wird im Rahmen der Technologie-Initiative „Bioraffinerien“ vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) in den kommenden drei Jahren mit insgesamt 917.000 Euro gefördert.

Algengewinnung vereinfachen 

Eine Herausforderung bei der bisherigen Mikroalgenproduktion sind noch immer die Anzucht und Aufbereitung der Algen. Insbesondere die Extraktion relevanter Stoffe, die für die weitere chemische Umwandlung und die Industrie wichtig sind, ist derzeit noch problematisch. Die Konstanzer Wissenschaftler wollen diese Probleme nun lösen und damit die Mikroalgenproduktion effektiver machen. „Wir möchten die Gewinnung vereinfachen, indem wir den Extraktionsschritt mit den nachfolgenden chemischen Umsetzungen, mit denen man die eigentlichen Zielprodukte herstellt, möglichst weit integrieren“, erklärt Mecking.

Algenlipide effizient extrahieren

Um die Effektivität der Algenproduktion zu steigern, plant das Team um Mecking, die Mikroalgen mithilfe von Kohlendioxid in einem einfachen und umweltfreundlichen Verfahren zu extrahieren. „Mit diesem Lösungsmittel – wie es beispielsweise auch beim Entkoffeinieren von Kaffee verwendet wird – kann man bekanntermaßen effizient die gewünschten Lipide aus den Algen extrahieren“, erläutert der Chemiker. Die Herausforderung dabei wird sein, auch die nachfolgenden katalytischen Schritte direkt in diesem Lösungsmittel durchführen zu können.

Das Konzept des integrierten Bioraffinerie-Verfahrens soll in den kommenden drei Jahren im Labormaßstab demonstriert werden. Entscheidend dabei ist, dass die Abfolge der ausgewählten katalytischen Reaktionen im integrativen Verfahren auch gelingt. Nur so könnte die ganze Bandbreite der aktuell verwerteten chemischen Grundbausteine auch hergestellt werden. Sollte sich das Bioraffinerie-Konzept von Meckings Team bewähren, wäre ein entscheidender Schritt auf dem Weg in die industrielle Anwendung geschafft.

bb