Zwischenbericht biologische Erzeugung von Propan
Vor wenigen Jahren sorgte ein wissenschaftlicher Zufallsfund für Auf-sehen: Meeresforscher hatten vor der Küste Südamerikas entdeckt, dass Mikroorganismen in Tiefseesedimenten offensichtlich in der Lage sind, höhere Kohlenwasserstoffe einschließlich Propan zu bilden (FLÜSSIGGAS berichtete in Ausgabe 6/2006).
Yu-Shih Lin (links) und Sitan Xie (rechts), beide Doktorandinnen von Professor Kai-Uwe Hinrichs an der Universität Bremen, testen einen Versuchsaufbau, mit dem mikro-biologische Experimente unter Tiefsee-Bedingungen durchgeführt werden können.
Die Frage lag nahe, ob dort unter dem Meeresgrund der Schlüssel für eine biologische Produktion von Flüssiggas verborgen liegt. Um dies herauszufinden, unterstützt der DVFG das Projekt "BioFlüssigGas" des Forschungszentrums MARUM an der Universität Bremen. Ziel der Untersuchungen: Die bisher unbekannten Stoffwechselprozesse sollen im Labormaßstab simuliert werden, um sie langfristig für eine wirtschaftliche Verwertung nutzbar zu machen.
Mixing chamber; ein Mischungsdruckbehälter zur Herstellung von gasgesättigten Medien.
Nahaufnahme des im BioFlüssigGas Projekt entwickelten und speziell angefertigten Temperaturgradientenblocks mit Inkubationsgefäßen aus Polyoxymethylen, die hohen Temperaturen und Drücken von bis zu 20 bar standhalten.
Technisch anspruchsvolle Aufgabe
Nach 18 Monaten Forschungsarbeit hat der Projektleiter Prof. Kai-Uwe Hinrichs einen Zwischenbericht vorgelegt, der den Stand und den bisherigen Verlauf der Untersuchungen dokumentiert. Der Bericht belegt eindrucksvoll den enormen Aufwand, der zur experimentellen Nachbildung der mikrobiellen Prozesse unter Tiefsee-Bedingungen erforderlich ist. So lag der Arbeitsschwerpunkt bisher auf der Entwicklung eines so genannten Druck-Temperatur-Gradient-Blocks (p-T-Block), der dazu passenden Inkubationsgefäße und eines Mischungsdruckbehälters zur Herstellung von gasgesättigten Medien (mixing chamber). Der Versuchsaufbau musste so konstruiert werden, dass er Arbeiten unter Drücken von bis zu 20 bar und bei Temperaturen von 4 bis 90?°C zulässt. Eine technisch anspruchsvolle Aufgabe, die in Zusammenarbeit mit der Firma Meerestechnik Bremen GmbH und mit Wissenschaftlern vom Max-Planck-Institut für marine Mikrobiologie gelöst werden konnte. "Im Oktober 2008 waren Entwicklung, Materialprüfung und Herstellung der einzelnen Komponenten so weit abgeschlossen, dass wir den Druck-Temperatur-Gradient-Block in unserem Labor zusammenbauen und zusammen mit dem Mischungsdruckbehälter in Betrieb nehmen konnten", so Prof. Hinrichs.
Im weiteren Verlauf des Projektes "BioFlüssigGas" wurde eine experimentelle Anordnung entwickelt, mit der die wissenschaftlichen Arbeitshypothesen überprüft werden können. Erste Tests mit einem Sediment aus dem Schwarzen Meer, zunächst zur biogenen Bildung von Ethan, waren bereits vielversprechend, auch wenn dafür noch kein Hochdruck-Versuchsaufbau zur Verfügung stand. Nach einem Monat Inkubationszeit enthielt die Gasphase der Gefäße Spuren von Ethan, also einem höheren Kohlenwasserstoff ebenso wie Propan und Butan. Die Ethanogenese wurde laut Prof. Hinrichs für den Teststart gewählt, weil es sich dabei um ein vergleichsweise einfaches Modellsystem handelt: "Im nächsten Schritt werden wir die gewonnenen Erkenntnisse zur Entwicklung experimenteller Ansätze für die Propanbildung verwenden."
