Biokatalytische Gewinnung von Methanol aus Biogas über Formaldehyd mittels einer Formaldehyd-Dismutase aus Pseudomonas putida J3

Stipendiatin/Stipendiat: Matthias Stier

In Biogasanlagen wird durch anaerobe Vergärung ein Gemisch aus Methan und Kohlenstoffdioxid (Biogas) hergestellt. Aus dem Methan wird in der Regel am Standort der Biogasanlage in Blockheizkraftwerken (BHKW) elektrischer Strom und/oder Wärme gewonnen. Durch eine geeignete Umsetzung von gasförmigen Methan zu flüssigem Methanol könnte das Methanol als transport- und lagerfähiger Treibstoff mit deutlich höherer Energiedichte genutzt und die Verlustenergie der BHKWs durch Wärmeemissionen vermieden werden. Zurzeit steht kein ökonomisches Herstellungsverfahren von Methanol aus Methan zur Verfügung. Methan kann mittels anorganischer Katalyse mit geringen Ausbeuten zu Methanol und mit höheren Ausbeuten zu Formaldehyd umgesetzt werden.Ziel der Arbeit ist die enzymatische Umsetzung von Formaldehyd zu Methanol im technischen Maßstab, um ein ökonomisch, ökologisch und energetisch sinnvolles Verfahren zur Herstellung von Methanol aus Biogas zu entwickeln.

In der Doktorarbeit konnte bereits eine haltbare Enzymlösung hergestellt werden. Versuche zur Immobilisierung der Enzyme an Trägermaterial waren erfolgreich. Damit lassen sich Katalysatoren herstellen, die nach 15 Monaten noch 40 % ihrer Ursprungsaktivität besitzen. Diese Katalysatoren werden zurzeit in einer Pilotanlage eingesetzt um ein optimiertes Verfahren zu entwickeln. Der Schwerpunkt der Arbeit richtet sich derzeit auf die Kombination der enzymatischen Reaktion und der Produktgewinnung. Dabei kommen mathematische Modelle und computergestützte Simulationen zum Einsatz.

 

Förderzeitraum:
01.07.2011 - 30.06.2014

Institut:
Universität Stuttgart
Institut für Grenzflächenverfahrenstechnik
und Plasmatechnologie

Betreuer:
Prof. Dr. Thomas Hirth

E-Mail: E-Mail schreiben

URL: http://www.igb.fraunhofer.de/

Biokatalytische Gewinnung von Methanol aus Biogas mittels einer Formaldehyd-Dismutase
Biokatalytische Gewinnung von Methanol aus Biogas mittels einer Formaldehyd-Dismutase