Höherer Umsatz dank Hochdruck: Die Pilotanlage produziert mit 15 bar Druck über 500 Liter Methan pro Stunde aus nur 10 Litern Flüssigkeit. ©Bild: Krajete GmbH

High-Performance-Bioreaktor: Veredelt CO2 mit Mikroben aus der Urzeit und Hochdruck zu grünem Gas

(ee-news.ch) Der Druck steigt! Politische Willenserklärungen zu Klimaschutz und Energiewende verlangen nach smarten Ideen aus der Industrie. Eine solche liefert das österreichische Unternehmen Krajete für die Herstellung von grünem Gas – also für die Produktion von Methan aus klimaschädlichem CO2 durch Gasfermentation. Der Firma gelang es, einen Bioreaktor zu entwickeln, der mit extrem hohen Druck grosse Steigerungen der Umsatzraten erlaubt.


Entscheidend dafür ist der Einsatz sogenannter Archäa, also von Mikroorganismen, die bereits im Erdurzeitalter lebten und an extreme Druckverhältnisse gewöhnt sind – und praktischerweise auch CO2 zu grünem Gas umsetzen können. Die Gasfermentation der Archäa erfolgt unter Zugabe von Wasserstoff. Das bewirke, dass das bei der normalen biologischen Gärung entstehende CO2 zu weiterem Methan umgesetzt werde und nicht wie bei Biomasse-Vergärung als Verunreinigung mitgeliefert werde, erläutert Geschäftsführer Krajete. Die Anlage produziere mit hoher Ausbeute fast reines Methan statt ungereinigtes Biogas. Basierend auf diesem Prinzip könnten fast alle CO2-haltigen Emissionsgase direkt veredelt werden.

Kombination getrennt betrachteter Bereiche
Die Entwicklung der effizienten Fermentationsanlage gelang dem Unternehmen durch die Kombination zweier für gewöhnlich komplett getrennt betrachteter Bereiche: Chemie und Biologie. „Aus dem Chemie-Anlagenbau ist es bekannt, dass höhere Drücke zu höheren Umsatzraten führen“, erklärt Geschäftsführer Krajete die Grundidee des High-Performance-Bioreaktors. „Dieses einfache Konzept auf einen Bioreaktor anzuwenden ist hingegen nicht trivial, denn die dort eingesetzten Mikroorganismen müssen diese Druckverhältnisse aushalten können. Und das tun die meisten eben nicht.“

Gezähmte Mikroben
Die Krajete GmbH griff bei der Entwicklung des Bioreaktors auf ihr langjähriges Know-how mit sogenannten Archäa zurück – einer Gruppe von Mikroorganismen, die seit Milliarden Jahren auf der Erde existiert und heute insbesondere dort vorkommt, wo extreme Temperaturen oder Drücke herrschen. Bereits 2013 gelang es der Firma, Archäa für die Erdgas-Herstellung einzusetzen. Ein Erfolg, den das Unternehmen mit fünf Patenten absicherte. Mit der Entwicklung des High Performance Bioreaktors kann nun das volle Potenzial dieses Ansatzes abgeschöpft werden: Die Pilotanlage produziert mit 15 bar Druck über 500 Liter Methan pro Stunde aus nur 10 Litern Flüssigkeit. Ein solcher Spitzenwert sei bisher für biosynthetisches Gas noch nicht erreicht worden, so Krajete.

Eine besondere Herausforderung bei der Entwicklung waren druckresistente Sensoren, die wesentliche Vitalparameter der Gasfermentation messen (pH, Redoxpotenzial). Diese wurden von einem deutschen Anbieter speziell für den High-Performance-Bioreaktor entwickelt. Dazu kam die Schaffung des Know-hows, wie das Leben unter Hochdruck erhalten und kontrolliert werden kann. Denn der Druck in der Anlage dürfe keinesfalls rasch verändert werden – trotz der Notwendigkeit zu Medienzugabe oder Probenentnahme. Ein rascher Druckwechsel würde die Archäa enorm stressen und zu Leistungsminderung bzw. Absterben führen. Aufgrund langjähriger Erfahrung mit diesen Mikroben und dem Anlagenbau habe man diese Herausforderungen gemeistert, erklärt Krajete. Das neue Anlagenkonzept sei nicht nur für Kleinanlagen geeignet, sondern könne auch für Grossanlagen angewendet werden.

Text: ee-news.ch, Quelle: Krajete GmbH

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1 Kommentare

Max Blatter

Klingt vielversprechend! Einmal mehr zeigt sich Österreich als europäische Keimzelle für Innovationen im Bereich der erneuerbaren Energien.

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