Im Mittelpunkt dieses Prozesses stehen Bioreaktoren, die als Biofaktoren fungieren und auf der Erde und im Weltraum eingesetzt werden können. Im Juni 2019 wird das Team den Bioreaktor demonstrieren und Bioprodukte wie Biokunststoffe und Acrylnitril, einen Vorläufer von Kohlenstofffasern, herstellen.
Auf der Suche nach Biokraftstoffen, Proteinen, Biopolymeren und anderen interessanten Chemikalien, die in einer grünen Wirtschaft einen kommerziellen Wert haben, forscht das Team an der Entwicklung von Prototyp-Bioreaktoren, die das Wachstum und die Anzahl der Algenzellen maximieren und die biochemische Zusammensetzung der Algen testen.
Auf der Erde würden Bioprodukte zu einer biozirkulären Wirtschaft beitragen, indem sie nachhaltigere Produktmärkte schaffen, Märkte erweitern und grüne Arbeitsplätze schaffen. Biokraftstoffe könnten fossile Brennstoffe ersetzen und gleichzeitig die Kohlendioxidemissionen in die Atmosphäre reduzieren.
Algenprozesse haben auch Synergien mit anderen Technologien, wie beispielsweise der Umwandlung von PV-Algenfassaden in Strom, Biokraftstoffe und Biopolymere. Algenbioreaktoren können das durch die anaerobe Vergärung von Bioabfällen entstehende Biogas verbessern und das Biogas reinigen. In Weltraum-Bioreaktoren könnten Fabriken Bioprodukte durch additive Produktion produzieren, da die meisten Materialien, die für eine Raumstation und tiefere Erkundungen im Weltraum benötigt werden, nicht von der Erde transportiert werden können.
Ein weiterer Vorteil ist, dass Algen zu Lebenserhaltungssystemen auf dem Mond oder Mars beitragen können. Sie können menschliche Abfälle recyceln und das von Menschen ausgeatmete Kohlendioxid in Raumstationen in Sauerstoff umwandeln.
Algen und andere Mikroben können auf der Erde und auf Raumstationen in automatisierten Bioreaktoren gezüchtet werden, um Lebensmittel und Gesundheitsprodukte zu liefern. Algen, Hefen und Bakterien produzieren eine Vielzahl von Proteinen, Kohlenhydraten, Fetten und Vitaminen, die zu Produkten veredelt werden könnten, die zu einer zirkulären, nachhaltigeren Bioökonomie beitragen würden.
Eine Vielzahl von Nahrungsmitteln und Gesundheitszusätzen kann aus Algenzellen hergestellt werden.
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Kommerzielle Membranen entfernen Kohlendioxid und geben Sauerstoff (O2) aus Algenbioreaktoren ab, der zur Lebenserhaltung von Astronauten eingesetzt werden kann. In Hefe-Bioreaktoren entfernen die Membranen Kohlendioxid und erhöhen den gelösten Sauerstoff, um die Kulturen aerob zu halten.
Abb: Bild eines Tisch-Bioreaktors, der Membranen für den Gastransfer verwendet.
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Algenbioreaktoren wurden als Gebäudefassaden entwickelt, die an Strukturen auf der Erde und im Weltraum angebracht werden können, um Energieeffizienz und Biomaterialien bereitzustellen. Unsere Gruppe hat an einer hybriden Algenfassade gearbeitet, die Photovoltaikmodule mit einem Flachplatten-Algenbioreaktor kombiniert.
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