Description: Das Projekt "Photobiologische Wasserstofferzeugung durch Mikroalgen - Teilprojekte des Fördervorhabens 'Stärkung der technologischen Position an den Ruhruniversitäten'" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bochum, Ingenieurwissenschaften, Institut für Energietechnik, Lehrstuhl Energiesysteme und Energiewirtschaft durchgeführt. Bei der photobiologischen Wasserstofferzeugung produzieren photosynthetisch aktive Mikroorganismen aus Sonnenlicht und Wasser reines Wasserstoffgas. Bei einigen Grünalgen wird unter bestimmten Umgebungsbedingungen (Schwefelmangel) die Bildung von molekularem Wasserstoff durch spezielle Enzyme katalysiert. Diese sog. 'Hydrogenasen' zeigen bei Chlamydomonas reinhardtii (C. reinhardtii) extrem hohe Umsatzraten. Aus diesem Grund wird diese Grünalge häufig als Modellorganismus für die Erforschung der photobiologischen H2-Erzeugung gewählt. Arbeitsprogramm und Zielstellung: Das Verbundprojekt bio- und ingenieurwissenschaftlicher Lehrstühle und Arbeitsgruppen der Ruhr-Universität Bochum und der Universität Duisburg-Essen unter Federführung der Energieforschung Ruhr (ef.Ruhr) GmbH hatte die technische Weiterentwicklung und Optimierung des Verfahrens der photobiologischen H2-Erzeugung zum Ziel. Ein Schwerpunkt war die Konzeption und Realisierung eines neuartigen Flachbettreaktors für den Laborbetrieb. Die systemanalytische Begleitforschung umfasste eine vereinfachte Lebenszyklusbetrachtung für den Photobioreaktor und die technologische Einordnung des Verfahrens der photobiologischen H2-Erzeugung im Vergleich zu anderen ausgewählten Techniken. Ergebnisse: Mit der Entwicklung und Realisierung eines neuartigen Flachbett-Photobioreaktors durch die Arbeitsgruppe Photobiotechnologie (APT) des Lehrstuhls Biochemie der Pflanzen (BDP) konnte eine Maßstabsvergrößerung der photobiologischen H2-Erzeugung durch Mikroalgen erreicht werden. Im Rahmen der Studien wurde eine optimale Lichtintensität zur Beleuchtung der Algensuspension von 100 - 130 mymol Photonen je Sekunde und Quadratmeter bestimmt. Das Temperaturoptimum für die Wasserstoffproduktion liegt zwischen 18 Grad Celsius und 20Grad Celsius, mit einer Bandbreite von etwa 5 Grad Celsius. Nach der Etablierung eines Verfahrens zur Selbstentschwefelung der Algenkultur konnte eine optimale Zelldichte in Bezug auf die Wasserstoffproduktion von 17 myg Chlorophyll je ml Algensuspension (+/- 3 myg Chlorophyll je ml) ermittelt werden. Der optimal einzustellende pH-Wert liegt bei 7,2. Bei der Zumischung von CO2in der Wachstumsphase konnte keine signifikante Erhöhung der Wasserstoffproduktion nachgewiesen werden. Untersuchungen zur thermischen Verwertbarkeit der Algen-Biomasse zeigen, dass nur eine eingeschränkte Einsatzfähigkeit der Algen-Trockenmasse in konventionellen Feuerungen (Kohlenstaub- und Wirbelschichtfeuerung) in Frage kommt. Zwar wurde der Heizwert der Algen-Biomasse zu 19,2 MJ/kg bestimmt, jedoch liegt die Fließtemperatur der zurückbleibenden Asche unterhalb von 800Grad Celsius. Die Biogasgewinnung aus Algenmasse als alternative Verwertungsoption erscheint nicht oder nur schwer realisierbar, wobei die Gründe dafür bislang ungeklärt sind. usw.
Types:
SupportProgram
Origin: /Bund/UBA/UFORDAT
Tags: Essen ? Biogas ? Bochum ? Duisburg ? Abfallverwertung ? Asche ? Beleuchtung ? Biochemie ? Erdgasförderung ? Grünalgen ? Solarstrahlung ? Temperaturabhängigkeit ? Wasserstoff ? Schwefel ? Wasserstoffherstellung ? Bioreaktor ? Chlorophyll ? Energetische Verwertung ? Energieträger ? Enzym ? Katalyse ? Mikroalgen ? Photosynthese ? Verfahrensoptimierung ? Gasförmiger Stoff ? Pflanze ? Reaktor ? Energiewirtschaft ? Studie ? Systemanalyse ? Testorganismus ? Verfahrenstechnik ? Algenbiomasse ? Vergleichsanalyse ? Wirbelschichtfeuerung ? Zelle ? Mikroorganismen ? Algen ? Heizwert ? Laborversuch ? Energiesystem ? Biogaserzeugung ? Energietechnik ? pH-Wert ? Technischer Fortschritt ? Lebenszyklus ? Ruhr ? Biomasse ? Hochschule ? Maßstabsvergrößerung ? Trockengewicht ? Chlamydomonas reinhardtii ?
Region: Nordrhein-Westfalen
Bounding box: 6.76339° .. 6.76339° x 51.21895° .. 51.21895°
License: cc-by-nc-nd/4.0
Language: Deutsch
Time ranges: 2004-07-01 - 2005-09-30
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