Das Projekt "Teilprojekt 3: Standortbetreuung, Gasaufbereitung und Systemintegration^EtaMax - Mehr Biogas aus lignozellulosearmen Abfall- und Mikroalgenreststoffen durch kombinierte Bio/Hydrothermalvergasung^Teilprojekt 2: Rohstoffe und Rohstoffaufbereitung^Teilprojekt 4: Hydrothermale Vergasung von Gärresten der Biogasherstellung^Teil 1: Rohstoffe und Rohstoffaufschluss, Teilvorhaben: Grundlagenforschung zur Gewinnung von Öl aus Algen; Optimierung der Biogasausbeute in der Methankaskade für verschiedene Substratkategorien; GesamTeilprojekt rojektkoordination" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik.
Das Projekt "EtaMax - Mehr Biogas aus lignozellulosearmen Abfall- und Mikroalgenreststoffen durch kombinierte Bio/Hydrothermalvergasung, Teil 1: Rohstoffe und Rohstoffaufschluss" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: NETZSCH Pumpen & Systeme GmbH.
Das Projekt "Photo-Methan - Validierung eines innovativen Verfahrens zur hocheffizienten Herstellung von Biomethan in einem Zweischicht-Biofilm-Reaktor, Teilvorhaben: Entwicklung, Konstruktion und Validierung der Reaktoren" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Bio- und Lebensmitteltechnik, Bereich III: Bioverfahrenstechnik.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung, Konstruktion und Validierung der Reaktoren^Photo-Methan - Validierung eines innovativen Verfahrens zur hocheffizienten Herstellung von Biomethan in einem Zweischicht-Biofilm-Reaktor^Teilvorhaben: Biofilmträgermaterialien, Teilvorhaben: Metabolische Optimierung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Leipzig, Institut für Biologie I, Abteilung Pflanzenphysiologie.
Das Projekt "Wasserstoff aus Mikroalgen: mit Zell- und Reaktordesign zur wirtschaftlichen Produktion - Nachhaltigkeitsbewertung und -optimierung der Erzeugung von Photobiowasserstoff mit Mikroalgen^Wasserstoff aus Mikroalgen: mit Zell- und Reaktordesign zur wirtschaftlichen Produktion; Regulation der Atmung und die Entwicklung zell-interner Sauerstoffsensoren^Wasserstoff aus Mikroalgen: mit Zell- und Reaktordesign zur wirtschaftlichen Produktion; Charakterisierung und biotechnologischen Optimierung verschiedener Chlamydomonas-Stämme für Biomassen- u. H2-Produktion in Photobioreaktoren^HydroMicPro^Validierung und Optimierung der Wasserstoffproduktion in Photobioreaktoren mit neuen Sensorstrategien^Verifikation eines Bioreaktorsystems zur Wasserstoffproduktion für verschiedene Raumfahrtanwendungen, Wasserstoff aus Mikroalgen: mit Zell- und Reaktordesign zur wirtschaftlichen Produktion; Entwicklung eines optisch strukturierten 250 l Photo-Bioreaktors zur Wasserstoffproduktion" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Bio- und Lebensmitteltechnik, Bereich III: Bioverfahrenstechnik.Wasserstoff wurde als einer der größten potentiellen, sauberen Energieträger der Zukunft identifiziert. Eine zukünftige Wasserstoffökonomie hängt jedoch kritisch von der Entwicklung effizienter und nachhaltiger Produktionsverfahren im großen Maßstab ab. Vorrangig werden deshalb Verfahren auf der Basis der Sonnenenergienutzung verfolgt. Bestimmte einzellige Grünalgen und Cyanobakterien können Wasserstoff direkt aus der Wasserspaltung mit Hilfe des Sonnenlichtes gewinnen. In diesem Teilantrag soll ein Reaktorkonzept entwickelt werden, welches eine großflächige Nutzung dieses Potentials erlaubt. Der Reaktor wird aus zwei bei den Partnern vorhandenen Konzepten (Dünnschicht und Mikrostruktur) heraus entwickelt. Er zeichnet sich durch dünne Schichten, eine strukturierte Oberfläche zur Lichtverteilung und eine Membranbegasung aus. Die Entwicklung läuft über zwei Scale-up Stufen, einem 25 L und einem 250 L Reaktor. Letzterer wird auch spezifische technische Probleme adressieren und soll ohne weitere Skalierung als Parallelmodul für die großtechnische Anwendung geeignet sein. Die Arbeiten werden in enger Zusammenarbeit mit den Industriepartnern durchgeführt. Im 25L Reaktor werden die Komponenten und die Wirksamkeit nachgewiesen und optimiert. Er wird mit vorhandenen Stämmen und verschiedenen Schichtdicken und Oberflächenprofilen betreiben. Der Membraneinsatz wird parallel entwickelt. Danach erfolgen Tests mit den optimierten Stämmen aus anderen Teilprojekten. Ausgehend von den erhobenen Daten wird dann der 250 L Reaktor aufgebaut und sowohl im Biotechnikum als auch im Freiland auf technische Funktionsfähigkeit und Effizienz getestet. Nach Ende des Projektes soll es einen Reaktor geben, der prinzipiell vermarktbar ist. Die Vermarktung wird zusammen mit den drei Industriepartnern in deren Branchen erfolgen. An möglichen Verbesserungen wird zusammen mit den Partnern weiter gearbeitet, entweder durch Eigenmittel oder durch weitere Forschungsanträge aus marktnahen Programmen.
Das Projekt "Wasserstoff aus Mikroalgen: mit Zell- und Reaktordesign zur wirtschaftlichen Produktion; Regulation der Atmung und die Entwicklung zell-interner Sauerstoffsensoren^HydroMicPro^Wasserstoff aus Mikroalgen: mit Zell- und Reaktordesign zur wirtschaftlichen Produktion; Charakterisierung und biotechnologischen Optimierung verschiedener Chlamydomonas-Stämme für Biomassen- u. H2-Produktion in Photobioreaktoren^Validierung und Optimierung der Wasserstoffproduktion in Photobioreaktoren mit neuen Sensorstrategien^Verifikation eines Bioreaktorsystems zur Wasserstoffproduktion für verschiedene Raumfahrtanwendungen, Wasserstoff aus Mikroalgen: mit Zell- und Reaktordesign zur wirtschaftlichen Produktion - Nachhaltigkeitsbewertung und -optimierung der Erzeugung von Photobiowasserstoff mit Mikroalgen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse, Zentralabteilung Technikbedingte Stoffströme (ITAS-ZTS).Ziel des Gesamtvorhabens ist die Entwicklung eines Photobioreaktors und von Algenstämmen zur nachhaltigen Wasserstoffproduktion. Das Ziel des Teilvorhabens besteht darin, den Projektpartnern die systemanalytischen Informationen zu liefern, die notwendig sind, um unter Nachhaltigkeitskriterien optimale Lösungen zur Erzeugung von Photobio-H2 mit Mikroalgen und zur Einbindung dieses Erzeugungspfades in Energiesysteme zu entwickeln. Umwelt- und Kostenanalyse werden mit den Instrumenten Life Cycle Assessment (LCA) und Life Cycle Costing (LCC) in vier Arbeitspaketen durchgeführt. Die Identifizierung weiterer relevanter Nachhaltigkeitskriterien erfolgt in einem gesonderten Arbeitspaket unter Anwendung des von der HGF (federführend FZK-ITAS) im Auftrag des BMBF entwickelten integrativen Konzepts nachhaltiger Entwicklung. In Arbeitspaket 6 werden die Ergebnisse integriert. Arbeitspakete (Personenmonate): 1. Grundlegende System- und methodische Definitionen (0,5); 2. Modellentwicklung (5); 3. Datenerhebung (5); 4. Modellrechnungen und LCA/LCC-Auswertung (4); 5. Analyse weiterer Nachhaltigkeitsaspekte (1,5); 6. Zusammenfassende Nachhaltigkeitsbewertung (1). Der gesamte Personaleinsatz liegt bei 17 Personenmonaten. Um die Anwendung der Ergebnisse des Teilvorhabens im Projekt selbst zu gewährleisten, erstreckt sich die Bearbeitung über die gesamte Projektdauer. Das Teilvorhaben liefert selbst kein direkt wirtschaftlich verwertbares Produkt, trägt aber wesentlich zur ökonomischen Umsetzbarkeit der Erzeugung von Photobio-H2 mit Mikroalgen bei (Identifikation von Umwelt- und nachhaltigkeitsbezogenen Optimierungspotenzialen und optimalen Anwendungsfeldern). Die quantitativen Ergebnisse des Teilvorhabens werden z.B. über das vom BMBF geförderte Netzwerk Lebenszyklusdaten für weitere Technologiebewertungsprojekte und zur Nutzung in Markt-basierten Energie- und Ressourcenmodellen zur Verfügung gestellt.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung, Konstruktion und Validierung der Reaktoren^Photo-Methan - Validierung eines innovativen Verfahrens zur hocheffizienten Herstellung von Biomethan in einem Zweischicht-Biofilm-Reaktor, Teilvorhaben: Biofilmträgermaterialien" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Bremen, Fachgebiet Umweltverfahrenstechnik.
Das Projekt "OptimAL - Optimierte Algen für eine nachhaltige Luftfahrt" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Bio-und Geowissenschaften (IBG), IBG-2: Pflanzenwissenschaften.OptimAL zielt auf die Erhöhung der Lipidproduktion von einzelligen Grünalgen. Dabei liegt der Fokus auf Züchtungsansätzen basierend auf Modellierung der Lichtverhältnisse, Engineering des Photosystems, Adaption an hohe CO2-Konzentrationen und Nutzung von Algen-Populationen in Photobioreaktoren. Als Erstrebenswert gilt ein möglichst hohes Verhältnis von Energiegehalt (freie Energie der Algen) pro Lichteinheit (freie Energie des einfallenden Lichts) angesehen. OptimAL wurde deshalb in drei wissenschaftliche und ein operatives Arbeitspaket aufgegliedert: (1) Anpassung des biologischen Systems 'Alge' an dynamische Lichtbedingungen und hohe Lichtintensitäten. Dabei liegt der Schwerpunkt auf der Erhöhung der Lichtausbeute durch Modifikation des Photosynthese Apparates der Alge (AP1). (2) Gelenkte Evolution, Kulturführung und Einzel-Zell-Analyse zur Optimierung der Alge an die Produktionsbedingungen im Photobioreaktor (AP2). (3) Modellierung von dynamischem Lichtregime, CO2- und O2-Stoffaustausch, Algenphotosynthese und Wachstum in verschiedenen Photobioreaktoren und Suspensionsdichten (AP3). (4) Koordination der wissenschaftlichen Arbeitspakete untereinander, Wissenstransfer zwischen OptimAL und AUFWIND (AP4).
Das Projekt "Teilprojekt 4: Hydrothermale Vergasung von Gärresten der Biogasherstellung^EtaMax - Mehr Biogas aus lignozellulosearmen Abfall- und Mikroalgenreststoffen durch kombinierte Bio/Hydrothermalvergasung^Teil 1: Rohstoffe und Rohstoffaufschluss, Teilprojekt 2: Rohstoffe und Rohstoffaufbereitung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung.
Das Projekt "Wasserstoff aus Mikroalgen: mit Zell- und Reaktordesign zur wirtschaftlichen Produktion; Entwicklung eines optisch strukturierten 250 l Photo-Bioreaktors zur Wasserstoffproduktion^Wasserstoff aus Mikroalgen: mit Zell- und Reaktordesign zur wirtschaftlichen Produktion - Nachhaltigkeitsbewertung und -optimierung der Erzeugung von Photobiowasserstoff mit Mikroalgen^Wasserstoff aus Mikroalgen: mit Zell- und Reaktordesign zur wirtschaftlichen Produktion; Regulation der Atmung und die Entwicklung zell-interner Sauerstoffsensoren^HydroMicPro^Wasserstoff aus Mikroalgen: mit Zell- und Reaktordesign zur wirtschaftlichen Produktion; Charakterisierung und biotechnologischen Optimierung verschiedener Chlamydomonas-Stämme für Biomassen- u. H2-Produktion in Photobioreaktoren^Validierung und Optimierung der Wasserstoffproduktion in Photobioreaktoren mit neuen Sensorstrategien^Verifikation eines Bioreaktorsystems zur Wasserstoffproduktion für verschiedene Raumfahrtanwendungen, Wasserstoff aus Mikroalgen: mit Zell- und Reaktordesign zur wirtschaftlichen Produktion" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Potsdam, Institut für Chemie, Lehrstuhl für Physikalische Chemie.H2 als einer der Energieträger der Zukunft identifiziert worden. Einige Grünalgen können Licht in H2 umzuwandeln. Das Projekt strebt eine Verbesserung dieses H2-Produktionsverfahrens auf biologischer und technischer Ebene an. Dazu haben sich neun Forschungsgruppen zusammengefunden. Um den Organismus an die Bedingungen in einem Photobioreaktor (PBR) anzupassen, werden die Algen genetisch modifiziert. Ein Verständnis des O2-Regulation ermöglicht es, die O2-empfindlichen Hydrogenasen zu schützen und die physiologischen Reaktionswege zu verbessern. Die Entwicklung von in-situ O2-Sensoren wird die Messung von O2 innerhalb der Zelle ermöglichen und eine schnelle Prozessregulation erlauben. Um die Problematik der H2-Gewinnung als Bestandteil des PBR zu lösen, werden Forschungen zur Verfahrenstechnik der Gasabtrennung durchgeführt. Mit der Inbetriebnahme von Prototyp-PBR soll die technische und ökonomische Machbarkeit demonstriert werden. Im Vorhaben sollen optische O2-Messtechnik für den Niedrig O2-Bereich und eine maßgeschneiderte Steuersoftware für Bioreaktoren entwickelt werden. Es werden Messmethoden für neue zellinterne optische O2-Sensoren entwickelt. mit den Ergebnisse werden neue Algenstämme generiert werden. Letzter Schritt ist die Implementierung der erarbeiten Messtechnik in optimierte Photobioreaktoren.
