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SI/502133
Bioelektrische Essigsäureproduktion
Résumé
Die bioelektrische Synthese von Essigsäure aus CO2 ist eine kaum erforschte neue Art der Biotransformation. Sie wird in einem bioelektrischen Reaktor durchgeführt, welcher CO2 und Energie liefert. Der Prozess basiert auf der Mikrobiellen Brennstoffzelle (MBZ), welche eine Abwasserreinigung er-möglicht, wo während dem Reinigungsprozess Energie produziert wird. Für diese Biokatalyse werden elektrogene Bakterienstämme eingesetzt, die zwei CO2 Moleküle zu Essigsäure reduzieren. Der Elektronentransfer durch die Zellmembrane bzw. die intermediäre Wasserstoffproduktion werden erforscht, um produktionsrelevante thermochemische und kinetische Bedingungen zu finden. Der künftige integrierte Prozess erlaubt eine wesentliche Reduktion des CO2-Ausstosses in kommunalen Kläranlagen und reduziert den CO2-Abdruck der angeschlossenen Einwohnergemeinden. Das Verfahren stellt auch ein Teilglied zur Erreichung der künftigen zyklischen Wirtschaft dar. Aus der Essigsäure sollen Treibstoffe und Chemikalien herstellt werden. Diese Perspektiven werden durch eine Prozessintegrationsstudie und Wirtschaftlichkeitsanalysen untersucht und das Anwendungspotential aufgezeigt.
Textes supplémentaires
Schlussbericht
Die bioelektrische Synthese von Essigsäure aus CO2 ist kaum erforscht und ein neuer Weg der zukünftigen industriellen Biokatalyse und Biosynthese. Sie wurde in einem bioelektrochemischen Reaktor mit CO2-Zufuhr und elektrischer Energie durchgeführt. Eine Methode, die auf mikrobiellen Elektrolysezellen (MEC) basiert. Sie ermöglichte es, die elektrische Energie aus Biomasse und anderen Quellen zu nutzen, um das Überpotential um 0,9 V auf etwa 0,13 V zu senken. Für diese Biokatalyse wurden elektrogene Bakterien verwendet, die zwei CO2-Moleküle zu Essigsäure reduzieren. Um produktionsrelevante thermochemische und kinetische Bedingungen zu finden, wurde der Protonentransfer über eine Kationenaustauschermembran oder die intermediäre Wasserstoffproduktion untersucht. Die Zukunftsidee ist ein integrierter Prozess, der es ermöglicht, die CO2-Emissionen aus kommunalen Kläranlagen deutlich zu reduzieren und den Kohlenstoff-Fussabdruck der damit verbundenen Industrien und Haushalte zu verringern. Das Verfahren ist ein Mittel zur Verwirklichung der weithin angestrebten Kreislaufwirtschaft. Aus Essigsäure können anschliessend Kraftstoffe und Chemikalien hergestellt werden.
Détails du projet
- Office de recherche
- BFE
- Statut du projet
- Abgeschlossen
- Type de projet
- Forschungsprojekt
- Date de début
- 2020-10-31
- Date de fin
- 2025-02-27
- Coûts totaux approuvés
- CHF 352420.00
- Section
- Bioenergie
- Domaine politique NABS
- Erzeugung, Verteilung und rationelle Nutzung der Energie