Der Klimawandel und die Endlichkeit fossiler Rohstoffe führen zu einem zunehmenden Interesse an Produktionsverfahren basierend auf nachwachsenden Rohstoffen. Ein Ansatz zur Herstellung von organischen Chemikalien stellt die Vergasung von organischen Reststoffen und die Nutzung der dabei gewonnenen Synthesegase mit acetogenen Mikroorganismen dar.

Biogene Synthesegase bestehen überwiegend aus den beiden Treibhausgasen Kohlenstoffmonoxid (CO) und Kohlenstoffdioxid (CO₂), sowie Wasserstoff (H₂), die bei der Gasfermentation von acetogenen Mikroorganismen zu organischen Säuren und Alkoholen umgesetzt werden können. Aufgrund der geringen Wertschöpfung bei der Gasfermentation zur Herstellung von Alkoholen werden Prozesse mit hohen Kohlenstoffumsätzen, hohen Produktkonzentrationen und hohen volumetrischen Produktivitäten (Raum-Zeit-Ausbeuten), also kontinuierliche Verfahren, benötigt. Da die Wachstumsraten bei der Gasfermentation jedoch gering sind, müssen die acetogenen Mikroorganismen im kontinuierlich betriebenen Bioreaktor hierzu jedoch zurückgehalten werden (Verweilzeitentkopplung).

Ziel dieses Forschungsvorhabens ist daher die Untersuchung der Umsetzung von realen biogenen Synthesegasen mit Clostridium autoethanogenum und Clostridium ragsdalei zu Alkoholen, wie Ethanol und 2,3-Butandiol, in vollständig kontrollierten, kontinuierlich begasten und kontinuierlich betriebenen Bioreaktoren mit integrierter Zellrückhaltung, um hohe Kohlenstoffumsätze und Raum-Zeit Ausbeuten erreichen zu können. Reale Synthesegase werden hierzu vom Lehrstuhl für Energiesysteme der Technischen Universität München bereitgestellt.

Das Promotionsvorhaben ist Teil des Verbundsprojekts „GOLD – Die Überbrückung der Kluft zwischen Phytosanierungslösungen auf kontaminierten Böden und sauberer Biokraftstoffproduktion“, welches durch das Forschungs- und Innovationsprogramm Horizont 2020 der Europäischen Union gefördert wird. Es besteht aus einem internationalen Konsortium von Partnern aus der EU, Kanada und Indien.