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Verfahrenstechnische Untersuchungen zur optimalen Gestaltung eines mikroalgenbasierten Bioreaktionssystems unter den Bedingungen der Mikrogravitation

Verfahrenstechnische Untersuchungen zur optimalen Gestaltung eines mikroalgenbasierten Bioreaktionssystems unter den Bedingungen der Mikrogravitation
Ansprechpartner:

M.Sc. Biotechnol. Ines Wagner

Bemannte Langzeit-Missionen im Weltall erfordern die Entwicklung von stabilen Lebenserhaltungssystemen. Diese sollen essentielle Aufgaben wie die Versorgung mit Sauerstoff und Nahrung, das Abfall- und CO2-Recycling sowie die Energieversorgung der Mannschaft übernehmen. 
Bisherige Forschungsprojekte konzentrierten sich dabei auf die Entwicklung und Erprobung abgeschlossener Systeme, die zusätzlich zu den Mikroalgen auch noch heterotrophe O2-Senken wie beispielsweise Bakterienkulturen oder Fischlarven enthielten. Diese Experimente bestätigten die grundsätzliche Kultivierbarkeit der Algen unter Weltraumbedingungen, allerdings wurde dabei die Leistungsfähigkeit der Einzelkomponenten nicht klar ermittelt und die Ergebnisse waren aufgrund der hohen Komplexität der Systeme nicht mehr eindeutig interpretierbar.
Das Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung eines flexiblen und robusten  Photobioreaktorsystems unter Verwendung von Chlamydomonas reinhardtii. Die Grünalge kann zur phototrophen O2-Produktion, als auch zur Produktion von molekularem Wasserstoff genutzt werden. Des Weiteren eignet sich die Alge aufgrund ihrer Biomassezusammensetzung auch gut als Nahrungszusatz für die Besatzung.

 

 

 

Innerhalb des Projekts soll ein Plattenreaktor mitsamt der Peripherie entwickelt werden. Die Begasung der Algenkultur erfolgt mittels Membran um einen blasenfreien und geregelten Stofftransport zu ermöglichen. Dabei soll im Besonderen auch der Einfluss der Mikrogravitation auf die photosynthetische Aktivität, die Respiration als auch eine mögliche H2-Produktion der Algen während Parabelflug-Experimenten ermittelt werden. Außerdem sollen Aspekte wie Konvektion und Stofftransport in der Kulturflüssigkeit unter dem Einfluss der Mikrogravitation untersucht werden.
Zusammen mit den Projektpartnern der Ruhr-Universität Bochum und der Hochschule Bremen sollen die Voraussetzungen für den Einsatz dieses mikroalgenbasierten Bioreaktionssystems als Komponente eines modularen Lebenserhaltungssystems bestimmt werden.