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Nahaufnahme des LED-Bioreaktors
Laborbank mit LED-Biorekatoren.

50.000 Algen- und Cyanobakterienarten gibt es, so schätzen Wissenschaftler. Doch nur zehn Arten haben es bisher bis zu einer kommerziellen Nutzung gebracht. Aber weil sie so anspruchslos sind und selbst in Salzwasser in Becken auf unfruchtbaren Böden gedeihen, könnten sie die Probleme lösen helfen, die die energetischen Nutzung von Nahrungspflanzen aufwirft.

Bei der genaueren Untersuchung einzelner Algenarten entdeckten die Wissenschaftler bereits interessante Produkte. Viele Algen können chemische Zwischenprodukte herstellen, Proteinmasse oder Fette aufbauen. Proteinmasse könnte als Viehfutter eingesetzt werden, aus den Fetten ließen sich Treibstoffe herstellen. Für diese Arbeit haben die Forscher nun zusammen mit dem Berliner Unternehmen Futureled eine Kombination von Licht- und Klimasimulation zur Optimierung der Algenzucht entwickelt, bei dem sie mit lichtfarbenabgestimmten LEDs das Sonnenlichtspektrum simulieren können.

Die LEDs liefern Licht im Wellenlängenbereich zwischen 400 und 800 Nanometern mit einer Strahlungsleistung von bis zu 1000 W pro Quadratmeter und einer dem Sonnenlicht sehr nahekommenden Intensitätsverteilung. Da die verschiedenen LED-Typen einzeln ansteuerbar sind, können die Wissenschaftler individuelle Spektren einstellen.

Weder mit Glühlampen noch mit Leuchtstoffröhren wäre eine solche Anlage realisierbar gewesen. Glühlampen produzieren zu viel Wärme, und mit Leuchtstoffröhren ließe sich nicht das gesamte Spektrum des Sonnenlichts in der gewünschten Intensität erzeugen. Bei beiden Varianten wäre eine Ansteuerung einzelner Wellenlängen unmöglich.

Eingebettet ist das Projekt in die Aktivitäten des Fachgebiets für Industrielle Biokatalyse im Rahmen des Forschungsprojekts Algenflugkraft. Weitere Partner des Projekts sind die Lehrstühle für Technische Chemie II (katalytische Konversion der Biomasse) und für Bioverfahrenstechnik (technische Skalierung der Kultivierung) der TUM, Clariant (Algenaufarbeitung, Fettseparation) und Conys (Wasserstoff-/Biogasproduktion). Derzeit entsteht südlich von München, auf dem Ludwig Bölkow Campus (LBC) in Ottobrunn, ein Technikum zur Erforschung der Algenkultur in großem Maßstab. Bayern und die Airbus Group fördern das Projekt mit 12 Millionen Euro.