Emissionsreduktion von industriellem Abgas und Umwandlung in Wertstoffe durch Isolierung neuartiger zur Synthesegas-Fermentation befähigter acetogener Stämme aus Umweltproben

Stipendiatin/Stipendiat: Tim Böer

Der gewichtigste anthropogene Faktor des Klimawandels ist die industrielle Emission von Treibhausgasen, insbesondere von Kohlenstoffdioxid. Daher ist die Emissionsreduktion von industriellen Abgasen entscheidend für die Einhaltung der gesetzten Klimaziele. Ein besonders eleganter Ansatz zur Emissionsreduktion stellt die Umwandlung von produzierten Abgasen zu wertvollen chemischen Grund- oder Treibstoffen durch chemische oder biologische Katalysatoren dar. Ein charakteristisches industrielles Abgas ist das Synthesegas, welches ein Mischgas bestehend aus unterschiedlichen Anteilen an Kohlenstoffdioxid, Kohlenstoffmonoxid und Wasserstoff ist. Synthesegas entsteht beispielsweise bei der Vergasung von fossilen Brennstoffen wie Kohle oder auch bei der Vergasung von Kommunalabfällen und pflanzlicher Biomasse. Acetogene Bakterien besitzen die herausragende metabolische Eigenschaft der Verstoffwechslung von Synthesegas und sind damit vielversprechende Kandidaten für die Verwendung als Biokatalysatoren für die Umwandlung von industriellen Abgasen zu Wertstoffen. Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens soll die Weiterentwicklung der Synthesegas-Fermentation von acetogenen Bakterien zur Emissionsreduktion von industriellen Abgasen gekoppelt mit der Gewinnung von Wertstoffen durchgeführt werden. Die Verwendung von acetogenen Bakterien als Biokatalysatoren hat zahlreiche Vorteile gegenüber konkurrierenden chemischen Verfahren, allerdings wird die erfolgreiche Etablierung der biobasierten Technologie derzeit durch Limitationen wie zu geringe Wachstumsraten oder Produktertrag erschwert. Daher sollen in diesem Projekt neue leistungsfähige mikrobielle Synthesegasverwerter aus Umweltproben isoliert werden und anschließend auf ihre Eignung als Biokatalysator und Produktionsplattform für die Synthesegas-Fermentation geprüft werden. Dafür sollen sowohl genomische und physiologische, als auch biochemische Analysen mit den erhaltenen Isolaten durchgeführt werden. Die Eignung als Biokatalysator von ausgewählten Acetogenen für die Fermentation von Abgasen wird dann in einem Modellversuch mit simulierten Abgasmischungen aus der Industrie evaluiert. Dabei sollen Acetogene identifiziert werden die sich vorrangig durch spezifische Eigenschaften, wie hohe Wachstumsraten auf industriellem Abgas, effiziente Kohlenstofffixierung oder spezifische Bildung von industriell relevanten Fermentationsprodukten besonders als Biokatalysator eignen. Darüber hinaus soll durch einen transkriptomischen Ansatz spezifische Gene identifiziert werden, die mit einer effizienten Synthesegas-Fermentation von industriellen Abgasen assoziiert sind.

Förderzeitraum:
01.10.2020 - 30.09.2023

Institut:
Georg-August-Universität Göttingen
Institut für Mikrobiologie und Genetik
Abteilung für Genomische und Angewandte Mikrobiologie

Betreuer:
Prof. Dr. Rolf Daniel

E-Mail: E-Mail schreiben

URL: http://appmibio.uni-goettingen.de/