Chemie

Künstliche Huminstoffe aus biogenen Reststoffen

Humus ist bekanntermaßen gut für den Boden. Das komplexe Gemisch aus organischen Stoffen, wie abgestorbene Tier- und Pflanzenreste, dient Pflanzen und Bodenmikroben gleichermaßen als Nahrungsquelle und ist damit ein Treiben für das Pflanzenwachstum und die Bodengesundheit. Hier sind es vor allem die im Humus enthaltenen Huminstoffe, die dafür sorgen, dass Feuchtigkeit und Nährstoffe im Boden gebunden werden, Mikroben-Biomasse in nährstoffreiche Biostimulanzien umwandeln und diese für Pflanzen verfügbar machen können. In der Praxis sieht es jedoch oft anders aus.

Ur-Mikroben als Schlüssel zur nachhaltigen Energiespeicherung

Weltweit besteht ein riesiger Bedarf an kostengünstiger und effizienter Energiespeicherung im großen Maßstab. Das schwankende Angebot von Wind- und Solarstrom erfordert Speicherlösungen, die überschüssige Energie aufnehmen und bei Bedarf wieder bereitstellen können. Nachhaltiges E-Methan ist ein vielversprechender Ansatz: Es kann fossiles Erdgas im bestehenden Gasnetz ersetzen und gleichzeitig als speicherbare Energiequelle dienen oder direkt vor Ort gelagert und später als Kraftstoff, Wärme oder Strom genutzt werden.

„Algen bieten vielfältige Möglichkeiten für eine industrielle Nutzung“

Algen sind nicht nur Überlebenskünstler, sondern auch Multitalente mit großem Potenzial für die Bioökonomie. Als Leiterin des Kompetenzzentrums Mikroalgenbiotechnologie der Hochschule Anhalt will Carola Griehl dieses Potenzial nutzen, um einen möglichst großen Teil der immer knapper werdenden Erdölressourcen durch Algen zu ersetzen. Dafür ist die promovierte Chemikerin stets auf der Suche nach neuen Stämmen, um das Algen-Portfolio zu erweitern und für neue biobasierte Produkte in der Lebensmittel-, Pharma-, Kosmetik-, Agrar- und Chemieindustrie nutzbar zu machen.

Von der Birke zu nachhaltigen Kunststoffen

Biobasierte Materialien bieten viel Potenzial als Grundstoffe für die Industrie, insbesondere für die Herstellung vielseitiger Kunststoffe. Ein neu gestartetes EU-Projekt verfolgt das Ziel, diese Kunststoffe mithilfe von Bakterien aus Holzresten zu produzieren. Im Fokus des Projekts „BIOPYRANIA“ stehen Pyrazin-basierte Kunststoffe. Das Forschungskonsortium wird im Rahmen des EU-Programms Horizon Europe 2021-2027 mit rund 5 Mio. Euro gefördert. In neun europäischen Ländern sind 13 Firmen und Forschungseinrichtungen beteiligt.

Biobasierte Klebstoffe für die Verpackungsindustrie

Zahlreiche Alltagsprodukte – von Zahnpasta über Frühstücksflocken bis hin zu Elektronikartikeln – werden in sogenannten Faltschachteln verpackt. Sie bestehen in der Regel aus Papier und Pappe und lassen sich gut recyceln. Wenig nachhaltig sind jedoch die hier verwendeten Klebstoffe, die meist aus fossilen Rohstoffen bestehen. Im Projekt SUGRA will ein Team des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit Industriepartnern den Weg für umweltfreundliche und nachhaltige Verpackungen ebnen.

Infinite Roots: Mit Molke zu neuen myzelbasierten Milchprodukten

Vegane Käsealternativen haben eines gemein: Sie enthalten weder Casein noch Molkeprotein – dabei sind diese Eiweiße für den charakteristischen Geschmack und die Textur von Käse aus tierischer Milch wesentlich. Diesen Mangel will das auf nachhaltige Lebensmittel aus Pilzmyzel spezialisierte Biotech-Start-up Infinite Roots nun beheben. Gemeinsam mit der Technischen Universität Hamburg entwickelt das Unternehmen eine Technologie, um Molke als Nährstoff für die Myzelium-Fermentation nutzen zu können.

Mit KI Proteinstrukturen optimieren

Proteine sind neben Fetten und Kohlenhydraten die Hauptnährstoffe, die der menschliche Körper braucht. Die Eiweiße dienen als Baustoff für Zellen und Gewebe, können Knochen und Gewebe reparieren oder steuern als Enzym Stoffwechselvorgänge im Körper. Forschende sind daher seit Jahren bestrebt, Proteine am Computer nachzubauen und mit besseren Eigenschaften zu versehen. Ein internationales Forschungsteam unter Leitung der Technischen Universität München (TUM) hat nun eine neue Methode entwickelt, um Proteine zu designen.