Biodiesel aus Abgasen

MIT-Forscher mit neuem Verfahren

Greg Stephanopoulos - Foto © stephanopoulos.openwetware.orgForscher vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge bei Boston haben aus Abgasen (inklusive CO2) mithilfe von Mikroorganismen Biodiesel produziert – zumindest in kleinen Mengen im Labor. Der Prozess soll doppelt so viel Kohlendioxid binden, wie er produziert und trage so zur Senkung des Treibhausgas-Gehalts der Atmosphäre bei, berichten Gregory Stephanopoulos, Willard Henry Dow-Professor in Chemical Engineering am MIT, und sein Team. Das Verfahren wurde in den “Proceedings” der US-Nationalen Akademie der Wissenschaften (“PNAS”) publiziert.

aktueller PNAS-TitelAuf der Suche nach preiswerten Einsatzstoffen für die kostengünstige Herstellung von flüssigen Brennstoffen – so der PNAS-Abstract – untersuchten sie gasförmige Substrate, die zu geringen Kosten und in ausreichend großem Maßstab für die industrielle Herstellung von Brennstoffen zur Verfügung gestellt werden konnten. In den PNAS stellen Stephanopoulos und sein Team ein neues Biokonversions-Verfahren vor, das aus Kohle-Vergasung, aus Erdgas oder Biomasse erzeugtes Syngas in Lipide umwandelt, die zur Herstellung von Biodiesel verwendet werden können.

In einem integrierten zweistufigen Umwandlungsverfahren wandelt zunächst ein anaerober Bioreaktor Gas-Gemische aus CO2, CO oder H2 unter Verwendung der anaeroben acetogeen Moorella thermoacetica in Essigsäure um. Das Essigsäureprodukt wird als Substrat  einem zweiten Bioreaktor zugeführt, wo es aerob mit Hilfe einer künstlichen öligen Hefe, Yarrowia lipolytica, in Lipide umgewandelt wird. Der 2stufige Versuchsaufbau von Stephanopoulos - Foto © Gregory Stephanopoulos

Sie beschreiben zunächst das Verfahren, das in jedem Reaktor durchgeführt wird und stellen dann ein integriertes System dar, das mit Synthesegas als Input mikrobielles Öl erzeugt. Das integrierte kontinuierliche Labormaßstab-Reaktorsystem produzierte 18 g/l C16-C18 Triacylglyceride direkt aus Synthesegas, mit einer Gesamtproduktivität von 0,19 g?L-1?h-1 (=0,19 Gramm pro Liter und Stunde) und einem Lipidgehalt von 36%.

Obwohl suboptimal in Bezug auf die Performance der einzelnen Reaktorkomponenten, habe das integrierte System die Durchführbarkeit einer erheblichen Netto-CO2-Fixierung und die Umwandlung von gasförmigen Ausgangsmaterialien in Lipide für die Biodieselproduktion bewiesen. Das System könne weiter optimiert werden, um es der Leistung seiner einzelnen Einheiten anzunähern, so dass es für die wirtschaftliche Umwandlung von Abgasen aus Stahlwerken zu wertvollen flüssigen Treibstoffen für das Verkehrswesen verwendet werden könne. Stephanopoulos und seine Crew sind zuversichtlich, dass das neue Biokonversions-Verfahren skaliert werden kann.

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