Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Ein Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbundvorhaben: Entwicklung eines Verfahrens zur fermentativen Herstellung von redoxaktiven Substanzen aus Abfallströmen der Papierindustrie für den Einsatz in Redox-Flow-Batterien (RasFerm); Teilvorhaben 2 - Modifikation / Konstruktion der Mikroorganismen

Anschrift
Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main - FB 15 Biowissenschaften - Institut für Molekulare Biowissenschaften
60438 Frankfurt am Main
Max-von-Laue-Str. 9
Kontakt
Prof. Dr. Helge B. Bode
Tel: +49 69 789-29557
E-Mail: h.bode@bio.uni-frankfurt.de
FKZ
2219NR090
Anfang
01.05.2019
Ende
30.04.2021
Aufgabenbeschreibung
Im vorliegenden Verbundprojekt soll ein Beitrag zur Nutzung des großen Energiespeicherungspotenzials von Redox-Flow-Batterien geleistet werden, deren Speicherkapazität unabhängig von der elektrochemischen Wandlereinheit skaliert werden kann, und daher von großem Interesse für die Energiewirtschaft ist. Da Redox-Flow-Batterien große Mengen an organischem Elektrolyten benötigen, sollen biogene Stoffströme - im vorliegenden Projekt: Xylose-haltige Abfallströme der Papierwirtschaft - als Substrat für Fermentationsprozesse von Mikroorganismen genutzt werden, die redoxaktive Substanzen (Anthrachinone) herstellen können, die wiederum - chemisch modifiziert - Elektrolyte liefern. Zunächst werden im Verbundprojekt, das aus zwei Teilvorhaben besteht, verschiedene Mikroorganismen für die Biosynthese von Anthrachinonen (AQs) identifiziert und für die Xylose-Verwertung gentechnisch optimiert (Teilvorhaben 2, Goethe-Universität: Konstruktion und Modifikation von Mikroorganismen). Diese Mikroorganismen werden anschließend durch die Verwertung der Dünnlauge der Fa. SAPPI für den Produktionsprozess von redoxaktiven Substanzen (AQ) eingesetzt (Teilvorhaben 1, Technische Hochschule Mittelhessen: Bioprozessentwicklung, Projektkoordination). Um eine möglichst hohe Ausbeute an redoxaktiven Substanzen zu erzielen, werden im TV 1 verschiedene Parameter im Hinblick auf die Medienentwicklung angepasst (Permeat aus Ligninkonzentrierung sowie der Expressionsbedingungen der Mikroorganismen) sowie für eine wirtschaftliche Fermentationsführung (z. B. Fed-Batch-Prozess im Bioreaktor) gemäß PAT analysiert, kontrolliert und standardisiert. Die fermentativ gewonnenen AQ können in einem Anschlussvorhaben nach Aufreinigung/Separation durch die Fa. CMBlu AG mittels Substitution chemisch modifiziert werden, um die elektrochemischen Eigenschaften entsprechend der Anwendung als Elektrolyt anzupassen

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