Umlenkung des Kohlenstoffflusses durch Implementierung von Energie-konservierenden Modulen in Methanothermobacter thermautotrophicus zur Verwertung von Kohlendioxid

01.04.2024 bis 31.03.2027

Erneuerbare Energiequellen sind in vielen Ländern ein fester Bestandteil des Strommixes. Ein Ungleichgewicht zwischen Erzeugung und Verbrauch macht jedoch die Speicherung von Überschüssen aus erneuerbaren Energiequellen erforderlich. Wasserstoff (H2) kann durch Elektrolyse von Wasser mit erneuerbarer Energie erzeugt werden. H2 zur Herstellung von Methangas (CH4) aus Kohlendioxid (CO2) in einem Power-to-Gas-Prozess mit Biomethanisierung wird bereits verwendet, um die kostspielige Speicherung von H2 zu vermeiden. Reinkulturen thermophiler methanogener Archaeen, wie Methanothermobacter thermautotrophicus, werden eingesetzt, um CO2 und H2 mit hoher Prozessstabilität und hohen Produktionsraten in CH4 umzuwandeln. Das dabei entstehende erneuerbare Erdgas enthält >97% CH4 und kann mit nur geringer Aufbereitung in das bestehende Erdgasnetz eingespeist werden, das über gute Speicherkapazität und Verteilungsmöglichkeiten verfügt. Auf der Grundlage eines verfügbaren genetischen Systems werden wir weitere Werkzeuge entwickeln, um z.B. getaggte Enzymvarianten in M. thermautotrophicus zu erzeugen. Dies wird es uns ermöglichen, die Biochemie von Enzymen zu untersuchen, die für die Methanogenese von großer Bedeutung sind. Die genetischen Werkzeuge werden in Kombination mit Daten aus Fermentationen und Systembiologie genutzt, um den Stoffwechsel von M. thermautotrophicus für die Produktion eines Proof-of-Concept-Produkts zu optimieren. Damit werden wir zeigen, dass M. thermautotrophicus als sehr stabiles mikrobielles Chassis für die Produktion anderer biotechnologisch relevanter Produkte in einer Power-to-Chemicals-Plattform genutzt werden kann.