s/methanogene-bakterien/Methanogene Bakterien/gi
Das Projekt "Auswirkungen eines erhöhten CO2-Partialdruck auf die Struktur und Funktion mikrobieller Lebensgemeinschaften des Bodens, der Rhizosphäre und Rhizoplane im Langzeitversuch" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Gießen, Institut für Angewandte Mikrobiologie, Professur für Mikrobiologie der Recycling-Prozesse.Zusammensetzung und zeitliche Veränderungen der mikrobiellen Lebensgemeinschaften von Rhizoplane, Rhizosphäre und des Bodenkörpers eines extensiv genutzten Grünlandes sollen unter derzeitigem und erhöhtem atmosphärischen CO2-Partialdruck im Langzeitversuch (unter Einbindung und Verzahnung in das beantragte Vorhaben des Instituts für Pflanzenökologie der JLU-Gießen; Prof.Dr. H.-J. Jäger) untersucht werden. Dabei sollen molekularbiologische und z.T. klassisch kulturelle Verfahren zum Einsatz kommen. Untersuchungen zur Zusammensetzung der mikrobiellen Lebensgemeinschaften sollen mittels der in situ-Hybridisierung mit unterschiedlich spezifischen 16S bzw. 23S rRNA gerichtete Oligonukleotidsonden erfolgen (Gesamtzellzahlenbestimmug mittels DAPI Färbung). Dabei sollen mit Bezug auf das o.g. Parallelprojekt die Nitrifikanten und methanogenen Organismen quantifiziert und hinsichtlich ihrer Zusammensetzung beschrieben werden (Spurengasmessungen erfolgen parallel durch die AG Jäger). Eine Quantifizierung (und nachgehende weitgehende Qualifizierung) der Nitrifikanten, der methano- und der methylotrophen Organismen soll mittels des Most Probable Number (MPN) Verfahrens erfolgen. Zusätzlich soll die Bestimmung des Gehaltes an mikrobiellem C und N nach Fumigationextraktion erfolgen, um Zusammenhänge zwischen der direkt ermittelten Zellzahl und dem Gehalt an Kohlenstoff und Stickstoff in der mikrobiellen Biomasse zu erfassen.
Das Projekt "Schwerpunktprogramm (SPP) 1374: Biodiversitäts-Exploratorien; Exploratories for Long-Term and Large-Scale Biodiversity Research (Biodiversity Exploratories), Teilprojekt: Einfluss von Landnutzungsintensität auf Methanumsetzende Mikroorganismen in Grünland- und Waldböden" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V. - Programmbereich 1 Landschaftsprozesse - Arbeitsgruppe Mikrobielle Biogeochemie.Methan (CH4) ist, neben CO2 das zweitwichtigste Treibhausgas (GHG). Die aktuelle atmosphärische Methankonzentration steigt seit 2007, vermutlich aufgrund von anthropogenem Einfluss bedingt durch intensivierte landwirtschaftliche Lebensmittelproduktion, stark an. Eine wichtige Aufgabe wird es zukünftig sein, die heutige Intensität der Landwirtschaft produktiv, aber auch gleichzeitig klimaneutral zu gestalten um dem Lebensmittelbedarf einer wachsenden Weltbevölkerung zu entsprechen. Zwei fundamental unterschiedliche Gruppen von Prokaryoten sind für den CH4 Umsatz in Böden verantwortlich. Methanotrophe Bakterien (MOB) wirken durch die Oxidation von atmosphärischem CH4, und von CH4, das durch methanogene Archaea im Boden produziert wurde bevor es die Atmosphäre erreicht, als biologische Filter. Derzeit ist nicht geklärt, inwieweit sich Unterschiede in der Landnutzungsintensität auf die funktionelle Diversität und die Aktivität dieser im Methanzyklus wichtigen Mikroorganismengruppen auswirken. Erste Untersuchungen zeigen einen negativen Effekt von hoher Nutzungsintensität auf die Methanaufnahme von gut belüfteten Grünlandböden. Allerdings ist wenig bekannt über den Einfluss der Landnutzungsintensität auf die räumliche und zeitliche Dynamik methanotropher und methanogener Bodenmikroorganismen. Wir haben ein interdisziplinäres Konsortium aus Experten der Bodenkunde, der Mikrobiologie und der Metagenomik mit komplementären Expertisen zu bodenbürtigen Treibhausgasen, methanotrophen und methanogenen Prokaryoten zusammengestellt. Durch die Kombination von aktuellen Methoden wollen wir die Biodiversitätsexploratorien als ideale Plattform nutzen, um die Frage zu beantworten, inwieweit Landnutzungsintensität die funktionelle Diversität und Aktivität von Methanumsetzenden Mikroorganismen beeinflusst.Die zugrundeliegenden Hypothesen wollen wir in zwei Arbeitspaketen (WP) überprüfen. Innerhalb von WP1 wollen wir untersuchen, welche Auswirkungen die Landnutzungsintensität von Grünland und Waldflächen auf die Methanflüsse und die Abundanz und Diversität von methanotrophen Bakterien (quantitative PCR) hat, und inwieweit dies von Umweltfaktoren abhängt. In WP2 wollen wir die jahres- und tageszeitliche Dynamik der Aktivität von methanogenen und methanotrophen Prokaryoten (mittels Metatranskriptomik und Methanfluss Messungen) untersuchen, und inwieweit diese durch Grünlandnutzungsintensität beeinflusst wird. Hierbei wird unser Fokus auf dem Vergleich auf Grünlandflächen auf wasserbeeinflussten Histosolen und gut durchlüfteten Leptosolen liegen. Unser Projekt BE-CH4 wird zu dem dringend benötigten Wissen um den Einfluss von Grünland- und Waldnutzungsintensität auf die räumliche und zeitliche Dynamik von den Methanfluss aus, und in Böden bedingenden Mikroorganismen beitragen.
Das Projekt "Steigerung der Prozessstabilität und Kinetik bei der anaeroben Vergärung von Bioabfall durch gezielte Stimulation des direkten Interspezies-Elektronentransfers zwischen syntrophen Mikroorgansimen" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Hochschule Emden,Leer, Fachbereich Technik, Abteilung Naturwissenschaftliche Technik, Fachgebiet Mikrobiologie-Biotechnologie.Die mikrobielle Umsetzung von organischem Material zu dem erneuerbaren Energieträger Methan ist eine bewährte und verbreitete Strategie der effektiven Abfallwirtschaft. In einem solchen methanproduzierenden Milieu nutzen elektrisch verbundene Bakterien und Archaeen direkten Interspezies-Elektronentransfer (DIET), als Alternative zum Interspezies-Formiat- und Wasserstofftransfer (IHT). Grundlegende Aspekte der mikrobiellen Ökologie in Bezug auf DIET sind dabei jedoch noch unerforscht, insbesondere der Stellenwert für die Biogasproduktion. Bis jetzt haben sich Studien zum Großteil auf DIET in Ko-Kulturen von wenigen Modellorganismen beschränkt, die für die Abwasserbehandlung in UASB-Reaktoren (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) eine Rolle spielen. Wir beabsichtigen weithin anwendbare Erkenntnisse über die Zusammenhänge der syntrophen mikrobiellen Gemeinschaft und dessen Funktion in mesophilen und thermophilen Biogasreaktoren mit Hilfe moderner molekularbiologischer und mikrobiologischer Methoden zu generieren, um letztendlich eine höhere Prozessstabilität und Effizienz zu ermöglichen. Zentrale Ziele sind die Identifizierung neuer Organismen die an DIET beteiligt sind und das Verständnis der zugrundeliegenden genetischen Mechanismen. Der Schwerpunkt wird auf Bioabfall vergärende Anlagen liegen, die sich wesentlich von mesophilen UASB Reaktoren durch Konstruktion, Betriebsweise, Temperatur und Substratzusammensetzung unterscheiden. Wir vermuten, dass DIET ein weit verbreiteter Alternativprozess zum IHT bei der anaeroben Vergärung von Biomasse ist, wobei beide Prozesse wahrscheinlich parallel ablaufen. In dem vorgeschlagenen Projekt wird DIET erstmals in thermophilen aber auch in mesophilen Systemen Gegenstand der Forschung sein. Ein weiteres Ziel ist die Identifizierung neuer Substrate, die von den syntrophen Konsortien während DIET umgesetzt werden können. Hier wird der Fokus auf syntrophe Propionat- und Butyratoxidierer liegen, die für den anaeroben Abbau von organischem Material eine Schlüsselrolle spielen. Mittels Metagenomik wird das Stoffwechselpotential rekonstruiert und Genexpressionsmuster im Zusammenhang mit IHT und DIET werden mittels Transkriptomik untersucht. DIET ist möglicherweise vorteilhaft für die Stabilität des Vergärungsprozesses, da die Produktion von Wasserstoff umgangen wird, welcher schon in geringer Konzentration die Oxidation von kurzkettigen Fettsäuren inhibieren kann. Deshalb planen wir physiologische Vorteile von DIET gegenüber IHT in Anreicherungskulturen zu untersuchen. Die zu erwartenden Ergebnisse sind essentiell um das Potential der Biogasproduktion im vollen Umfang auszuschöpfen. Darüber hinaus werden die Ergebnisse auch für andere Forschungsgebiete relevant sein, wo elektrisch verbundene Mikroorganismen eine Rolle spielen, beispielsweise bei der Minimierung von Treibhausgasemission in methanogenen Habitaten oder bei der Nutzung in mikrobiellen Brennstoffzellen.
Das Projekt "FH-Impuls 2016: X-Energy - E1_DUEME - Entwicklung eines biologischen Prozesses zur direkten Umwandlung des Stroms in Methan unter Verwendung von CO2" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg, Competence Center Erneuerbare Energien und Energieeffizienz.
Das Projekt "ORBIT: Optimierung eines Rieselbett-Bioreaktors für die dynamische mikrobielle Biosynthese von Methan mit Archaeen in Power-to-Gas-Anlagen, Teilvorhaben: Identifikation geeigneter Mikroorganismen für die biologische Methanisierung im Rieselbett-Bioreaktor" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Regensburg, Institut für Biochemie, Genetik und Mikrobiologie, Lehrstuhl Mikrobiologie und Archaeenzentrum.Das übergeordnete Ziel des Verbundvorhabens ist die Entwicklung neuer technologischer Möglichkeiten für den biologischen Methanisierungsprozess mit Archaeen. Dabei wird zum einen ein Rieselbett-Bioreaktor optimiert, simuliert und für die Hochskalierung vorbereitet. Zum anderen werden optimal geeignete Mikroorganismen selektiert und deren Verhalten und Eignung im Reaktor untersucht. In Versuchsreihen wird dann das entwickelten Systems im Labor und im Feldtest an einer bestehenden Power-to-Gas-Anlage getestet. Dabei ist es die Aufgabe des Lehrstuhls für Mikrobiologie der Universität Regensburg, das Zusammenspiel von methanogenen Archaeen und Füllkörpermaterialien zu analysieren. Ziel ist es, die für den Reaktor optimale Organismen-Materialien-Kombination zu identifizieren. Diese zeichnet sich durch möglichst maximale Methanproduktionsraten und maximalen Methananteil im Produktgas aus, um das von den Mikroorganismen produzierte Methan direkt in das deutsche Gasnetz einspeisen zu können. Dazu wird ein umfangreiches Stammscreening durchgeführt und auch das Material, die Geometrie und die Oberflächenbeschaffenheit der Füllkörper berücksichtigt. Ein besonderes Augenmerk gilt dem Aufwuchsverhalten der Mikroorganismen auf den Füllkörpern sowie der Struktur und Langzeitstabilität des gebildeten Biofilms. Die Versuche werden im kleinen Maßstab in den Laboren des Lehrstuhls stattfinden, bevor in der Folge mit ausgewählten Archaeen der Testbetrieb im Reaktor durchgeführt wird. Alle gesammelten Daten werden standardisiert zusammengefasst, mit Werten etablierter Reaktorkonzepte verglichen und für die Verbesserung und Anpassung des Versuchsaufbaus und des Reaktordesigns genutzt. Anschließend wird ein Feldversuch an einer bestehenden Anlage mit Elektrolyseur und Einspeisung durchgeführt und nach Abschluss eine Analyse der Auswirkung des Reaktorbetriebs auf die ursprüngliche Anlage durchgeführt. Durch die Kombination von Labortests mit Versuchs- / Dauerbetrieb des Reaktors wird die Mikrobiologie der biologischen Methanisierung unter vielfältigen Bedingungen analysiert und diskutiert und trägt somit zu signifikanten Weiterentwicklung der Power-to-Gas-Technologie bei.
Das Projekt "ORBIT: Optimierung eines Rieselbett-Bioreaktors für die dynamische mikrobielle Biosynthese von Methan mit Archaeen in Power-to-Gas-Anlagen, Teilvorhaben: Systematische Bewertung biologischer Methanisierungsprozesse mittels Definition von Haupteinflussfaktoren" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: MicroPyros GmbH.Das übergeordnete Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung neuer technologischer Möglichkeiten für den biologischen Methanisierungsprozess mit Archaeen. Dabei wird zum einen ein Rieselbett-Bioreaktor optimiert, simuliert und für die Hochskalierung vorbereitet. Zum anderen werden optimal geeignete Mikroorganismen selektiert und deren Verhalten und Eignung im Reaktor untersucht. In Versuchsreihen wird anschließend das Verhalten des entwickelten Systems im Labor und im Feldtest an einer bestehenden Power-to-Gas-Anlage getestet. Der Schwerpunkt der MicroPyros GmbH liegt bei der systematischen Bewertung biologischer Methanisierungsprozesse mittels Definition von Haupteinflussfaktoren. Durch verfahrenstechnische Simulation sollen reaktorseitig energetisch optimale Betriebsparameter definiert und eine geeignete Elektrolyse-Technologie zur systematischen Integration des entwickelten Reaktorkonzeptes identifiziert werden. Es werden Archaeenstämme und Aufwuchsmaterialien zur Maximierung von Methanbildungsraten und Methananteil im Produktgas des Reaktors analysiert und bestimmt. Des Weiteren wird ein CFD-Simulationsmodell für die Stoffübertragung und die biologische Methanisierung erarbeitet. Es erfolgt der Aufbau und Testbetrieb des entwickelten Bioreaktors inklusive vollautomatisierter Leittechnik. Der Testbetrieb dient zur Bestimmung der Leistungsgrenzen mit unterschiedlichen Füllkörpern, die auf das Zusammenwirken mit den Archaeen optimiert sind. Es folgt der Versuchsbetrieb mit Mikroorganismen und Aufwuchskörpern. Die Ergebnisse werden standardisiert zusammengefasst und mit Werten etablierter Reaktorkonzepte verglichen. Abgeleitet daraus wird eine Verbesserung und Anpassung des Versuchsaufbaus, des Reaktordesigns und des Simulationsmodells angestrebt. Anschließend wird ein Feldversuch durchgeführt und nach Abschluss wird eine Analyse der Auswirkung des Reaktorbetriebs auf die ursprüngliche Anlage durchgeführt.
Das Projekt "ORBIT: Optimierung eines Rieselbett-Bioreaktors für die dynamische mikrobielle Biosynthese von Methan mit Archaeen in Power-to-Gas-Anlagen, Teilvorhaben: Standardisierung biologischer Methanisierungsprozesse und deren Anwendung auf verschiedene Bioreaktortypen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Electrochaea GmbH.Das übergeordnete Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung neuer technologischer Möglichkeiten für den biologischen Methanisierungsprozess mit Archaeen. Dabei wird zum einen ein Rieselbett-Bioreaktor optimiert, simuliert und für die Hochskalierung vorbereitet. Zum anderen werden optimal geeignete Mikroorganismen selektiert und deren Verhalten und Eignung im Reaktor untersucht. In Versuchsreihen wird anschließend das Verhalten des entwickelten Systems im Labor und im Feldtest an einer bestehenden Power-to-Gas-Anlage getestet. Der Schwerpunkt der Electrochaea GmbH liegt bei der Unterstützung in der Auswertung von Labor-und Feldversuchen und der Normierung von Vergleichsparametern für unterschiedliche Bioreaktorsysteme. Durch verfahrenstechnische Simulation sollen reaktorseitig energetisch optimale Betriebsparameter definiert und eine geeignete Elektrolyse-Technologie zur systematischen Integration des entwickelten Reaktorkonzeptes identifiziert werden. Es werden Archaeenstämme und Aufwuchsmaterialien zur Maximierung von Methanbildungsraten und Methananteil im Produktgas des Reaktors analysiert und bestimmt. Des Weiteren wird ein CFD-Simulationsmodell für die Stoffübertragung und die biologische Methanisierung erarbeitet. Es erfolgt der Aufbau und Testbetrieb des entwickelten Bioreaktors inklusive vollautomatisierter Leittechnik. Der Testbetrieb dient zur Bestimmung der Leistungsgrenzen mit unterschiedlichen Füllkörpern, die auf das Zusammenwirken mit den Archaeen optimiert sind. Es folgt der Versuchsbetrieb mit Mikroorganismen und Aufwuchskörpern. Die Ergebnisse werden standardisiert zusammengefasst und mit Werten etablierter Reaktorkonzepte verglichen. Abgeleitet daraus wird eine Verbesserung und Anpassung des Versuchsaufbaus, des Reaktordesigns und des Simulationsmodells angestrebt. Anschließend wird ein Feldversuch durchgeführt und nach Abschluss wird eine Analyse der Auswirkung des Reaktorbetriebs auf die ursprüngliche Anlage durchgeführt.
Das Projekt "ORBIT: Optimierung eines Rieselbett-Bioreaktors für die dynamische mikrobielle Biosynthese von Methan mit Archaeen in Power-to-Gas-Anlagen, Teilvorhaben: Auslegung, Konstruktion und Simulation eines Rieselbettreaktors für die biologische Methanisierung" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Department Chemie- und Bioingenieurwesen, Lehrstuhl für Energieverfahrenstechnik.Das übergeordnete Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung neuer technologischer Möglichkeiten für den biologischen Methanisierungsprozess mit Archaeen. Dabei wird zum einen ein Rieselbett-Bioreaktor optimiert, simuliert und für die Hochskalierung vorbereitet. Zum anderen werden optimal geeignete Mikroorganismen selektiert und deren Verhalten und Eignung im Reaktor untersucht. In Versuchsreihen wird anschließend das Verhalten des entwickelten Systems im Labor und im Feldtest an einer bestehenden Power-to-Gas-Anlage getestet. Der Schwerpunkt der FAU liegt im Bereich der Anlagenkonzeptionierung und -Konstruktion. Des Weiteren wird die FAU die Simulationen zum Rieselbettreaktor durchführen. Durch verfahrenstechnische Simulation sollen reaktorseitig energetisch optimale Betriebsparameter definiert und eine geeignete Elektrolyse-Technologie zur systematischen Integration des entwickelten Reaktorkonzeptes identifiziert werden. Es werden Archaeenstämme und Aufwuchsmaterialien zur Maximierung von Methanbildungsraten und Methananteil im Produktgas des Reaktors analysiert und bestimmt. Des Weiteren wird ein CFD-Simulationsmodell für die Stoffübertragung und die biologische Methanisierung erarbeitet. Es erfolgt der Aufbau und Testbetrieb des entwickelten Bioreaktors inklusive vollautomatisierter Leittechnik. Der Testbetrieb dient zur Bestimmung der Leistungsgrenzen mit unterschiedlichen Füllkörpern, die auf das Zusammenwirken mit den Archaeen optimiert sind. Es folgt der Versuchsbetrieb mit Mikroorganismen und Aufwuchskörpern. Die Ergebnisse werden standardisiert zusammengefasst und mit Werten etablierter Reaktorkonzepte verglichen. Abgeleitet daraus wird eine Verbesserung und Anpassung des Versuchsaufbaus, des Reaktordesigns und des Simulationsmodells angestrebt. Anschließend wird ein Feldversuch durchgeführt und nach Abschluss wird eine Analyse der Auswirkung des Reaktorbetriebs auf die ursprüngliche Anlage durchgeführt.
Das Projekt "ORBIT: Optimierung eines Rieselbett-Bioreaktors für die dynamische mikrobielle Biosynthese von Methan mit Archaeen in Power-to-Gas-Anlagen, Teilvorhaben: Normierung und Standardisierung der Beurteilung biologischer Methanisierungsprozesse und Anwendung auf den Rieselbett-Bioreaktor" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: MicrobEnergy GmbH.Das übergeordnete Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung neuer technologischer Möglichkeiten für den biologischen Methanisierungsprozess mit Archaeen. Dabei wird zum einen ein Rieselbett-Bioreaktor optimiert, simuliert und für die Hochskalierung vorbereitet. Zum anderen werden optimal geeignete Mikroorganismen selektiert und deren Verhalten und Eignung im Reaktor untersucht. In Versuchsreihen wird anschließend das Verhalten des entwickelten Systems im Labor und im Feldtest an einer bestehenden Power-to-Gas-Anlage getestet. Der Schwerpunkt des Beitrages der MicrobEnergy ist es, Normen und Kenngrößen festzulegen, die die Beurteilung der Effizienz und die Auswertung der Ergebnisse einer Methanisierungsanlage vereinheitlichen. Durch verfahrenstechnische Simulation sollen reaktorseitig energetisch optimale Betriebsparameter definiert und eine geeignete Elektrolyse-Technologie zur systematischen Integration des entwickelten Reaktorkonzeptes identifiziert werden. Es werden Archaeenstämme und Aufwuchsmaterialien zur Maximierung von Methanbildungsraten und Methananteil im Produktgas des Reaktors analysiert und bestimmt. Des Weiteren wird ein CFD-Simulationsmodell für die Stoffübertragung und die biologische Methanisierung erarbeitet. Es erfolgt der Aufbau und Testbetrieb des entwickelten Bioreaktors inklusive vollautomatisierter Leittechnik. Der Testbetrieb dient zur Bestimmung der Leistungsgrenzen mit unterschiedlichen Füllkörpern, die auf das Zusammenwirken mit den Archaeen optimiert sind. Es folgt der Versuchsbetrieb mit Mikroorganismen und Aufwuchskörpern. Die Ergebnisse werden standardisiert zusammengefasst und mit Werten etablierter Reaktorkonzepte verglichen. Abgeleitet daraus wird eine Verbesserung und Anpassung des Versuchsaufbaus, des Reaktordesigns und des Simulationsmodells angestrebt. Anschließend wird ein Feldversuch durchgeführt und nach Abschluss wird eine Analyse der Auswirkung des Reaktorbetriebs auf die ursprüngliche Anlage durchgeführt.
Das Projekt "H2020-EU.3.5. - Societal Challenges - Climate action, Environment, Resource Efficiency and Raw Materials - (H2020-EU.3.5. - Gesellschaftliche Herausforderungen - Klimaschutz, Umwelt, Ressourceneffizienz und Rohstoffe), Mushroom and biogas production in a circular economy (MUBIC)" wird/wurde ausgeführt durch: Advanced Substrate Technologies AS.
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