Ziel der Entwicklung

Das Projekt entstand vor dem Hintergrund der Tatsache, dass einige Bakterienspezies, wie bspw. Azospirillum brasilense das Wachstum bestimmter Mikroalgen positiv beeinflussen. Momentan sind Produkte aus Mikroalgen, vor allem im energetischen Sektor, noch zu teuer in der Herstellung, so dass ein allgemeines Interesse an Kosteneinsparungen bzw. Ausbeutesteigerungen besteht.
Ziel war es, neue Biohybrid-Materialien zu entwickeln, die auf der Basis wachstumsfördernder Interspezies-Wechselwirkungen eine effizientere Algenkultivierung gewährleisten, und zu Verbesserungen beim Anwuchsverhalten, Biomasseertrag und Wertstoffgehalt führen.
Die Entwicklung der Biohybrid-Materialien sollte aufbauend auf dem aktuellen Kenntnisstand der Sol-Gel Technik und der Nutzung polymerer Materialien zur Immobilisierung lebender Zellen gelingen. Angestrebt wurden verschiedene Varianten, die als Schichtsysteme oder Volumenkörper optimale Eigenschaften hinsichtlich ihrer Bioaktivität, Stabilität und Applikationsfähigkeit (z.B. als stabile Beschichtungen) aufweisen.

Vorteile und Lösungen

Die erarbeiteten Biohybridmaterialien haben folgende Eigenschaften:
– Verbessern unter optimalen Kultivierungsbedingungen in Photobioreaktoren den Biomasseertrag von Chlorella vulgaris und Kirchneriella contorta um bis zu 60 Prozent
– Erhöhen den Gesamtzuckeranteil an der Biomasse um bis zu 50 Prozent
– sind chemisch inert, transparent und stabil
– können unterschiedliche geometrische Strukturen besitzen (Beschichtungen, Gelgranulate, Formkörper)
– können ggf. die Anforderungen für spezielle Ansprüche erfüllen (z. B. Biofilminduzierung)

Zielgruppe und Zielmarkt

Die wirtschaftlichen Erfolgsaussichten werden für den non-food-Bereich als sehr positiv eingeschätzt. Zielgruppen sind Algenbiomasseproduzenten, Anlagenentwickler und Zulieferer / Hersteller der Biohybrid-Materialien. Der non-food-Bereich des Marktes wird insbesondere durch die Erzeugung hochpreisiger Extrakte (Fettsäuren, Carotinoide, Antioxidative Substanzen) bestimmt. In diesem Feld und weiteren Bereichen, wie z.B. Energiestoffe, können Bakterien basierte Biohybrid-Materialien genutzt werden.

Zukünftige Forschungstätigkeiten auf diesem Gebiet werden sein:
– Testung weiterer Bakterien-Algen-Interaktionen mit dem Ziel, für alle kommerziell relevanten Mikroalgen maßgeschneiderte Biohybridmaterialien zu entwickeln
– Erweiterung der Produktpalette in Hinblick auf Geometrie und Struktur (beschichtete Textilien und Netzstrukturen, beschichtete Granulate etc.)
– Ausweitung auf marine Systeme
– Übertragung der Ergebnisse aus dem Bereich geschlossener Bioreaktoren in den open pond Betrieb