Mikroben sind die Arbeitsbienen der Umweltbiotechnologie
Die Arbeitsgruppe Biogas im Forschungsverbund Biomassenutzung Hamburg versucht, besonders leistungsstarke Mikroben zu finden. Dafür gehen Projektleiter Prof. Dr. Paul Scherer und sein Wissenschaftsteam an der HAW Hamburg neue Wege: „In der Mikrobiologie gibt es zwei wichtige Temperaturbereiche, den mesophilen bei zirka 37°C und den thermophilen Temperaturbereich über 55°C. Der mesophile Bereich wird von probiotischen, aber auch von pathogenen Bakterien bevorzugt“, erklärt Professor Scherer. „Um diese potentiell schädlichen Bakterien auszugrenzen, werden die Fermenter in unserer Arbeitsgruppe im thermophilen Bereich betrieben. Forschungen auf diesem Gebiet sind oft noch wissenschaftliches Neuland.“
Besondere Entdeckung
In einem thermophilen Laborfermenter der HAW Hamburg und in einer thermophil betriebenen Gras-Pilot-Biogasanlage der Firma Bi.En GmbH & Co. KG bei Kiel, ein HAW-Kooperationsprojekt, fanden sie Gen-Sequenzen eines in Europa bisher unbekannten Archaeons, auch Ur-Mikrobe genannt, und kultivierten es daraufhin. Das gleiche Archaeon konnten vor einigen Jahren bereits Mikrobiologen in Japan isolieren, allerdings in einem 800 Meter tiefen und 70 bis 80°C heißen Bohrloch zur Erdgasgewinnung. Das Auftreten dieses Archaeon bislang nur an diesem einen Extremstandort und in keiner der weltweit betriebenen Biogasanlagen ist ein einzigartiges Phänomen, das als Forschungshighlight gedeutet werden kann.
Hohe Temperaturen und Schwefelwasserstoff für die Wiederentdeckung verantwortlich
Für die Wiederentdeckung an der HAW Hamburg war vermutlich der besonders hohe Schwefelwasserstoffgehalt bei gleichzeitig hoher Temperatur und Salzfracht ausschlaggebend. Um die Gasmotoren zu schützen, wird das Gas von Biogasanlagen weitgehend entschwefelt. Archaeen sind an extrem unwirtliche Bedingungen angepasst. Sie gehören zu den ältesten Fossilien der Welt. Bereits vor 3,5 Milliarden Jahren besiedelten sie die mit Biomethan umgebene, heiße wie sauerstofffreie Erde. Vermutlich ernährten sich Archaeen von Wasserstoff, Kohlenmonoxid, Mineralsalzen und Schwefelwasserstoff. Durch den ähnlichen Mix im Labor und der Pilotanlage sind diese offenbar immer noch präsenten Ur-Mikroben wieder zum Leben erweckt worden und vermehrten sich in großer Menge.
Methanbildner könnte bei hohen Temperaturen in einer „Power to Gas“-Anlage eingesetzt werden
Als Methanbildner sind solche Mikroben gut geeignet, ein speicherfähiges Methangas aus Elektrolysewasserstoff und CO2 bei hohen Temperaturen von 70 bis 80°C besonders effektiv zu bilden. Das wiedergewonnene Archaeon könnte also zum Beispiel in einer „Power to Gas“-Anlage zur mikrobiellen Methanisierung eingesetzt werden, die man bisher nur bei 60°C betreibt. Quelle: idw/Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg (Autoren: Katharina Jeorgakopulos/Paul Scherer)
