Synthesegas

Synthesegas als Fermentationsrohstoff – ein Etappensieg ist errungen

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Chemiker träumen seit langem davon, Synthesegas selektiv zu reinen Chemikalien umzusetzen. Bisher ist das nicht gelungen. „In allen bekannten chemischen Prozessen entstehen Mischungen aus kurz- und langkettigen Kohlenwasserstoffen, die hinterher mit großem Aufwand wieder getrennt werden müssen“, erklärt Haas. Das Phantastische an dem jetzt in die entscheidende Phase getretenen Fermentationsverfahren sei die Tatsache, dass die Natur alles liefere: „Wir müssen gar nichts mehr erfinden. Die Informationen, wie man Synthesegas aufnimmt und umwandelt, sind in der Erbinformation der Bakterien bereits vorhanden.“

Rohstoffflexibilität ist ein großer Gewinn

Warum das so ist, lehrt ein Blick in die Frühgeschichte der Erde. Haas: „Vor rund 3,5 Milliarden Jahren bestand die Atmosphäre aus Wasser und Synthesegas. Das Leben selbst ist in diesem Milieu entstanden. Die Informationen, wie man Synthesegas aufnimmt und umwandelt, sind in der Erbinformation noch vorhanden.“ Selbst die Wassergasshift-Reaktion, die den Anteil an Kohlenstoffmonoxid im Gas-Strom senkt und dafür den des Wasserstoffs erhöht, ist im Bakteriengenom bereits hinterlegt.

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Die daraus erwachsende Rohstoffflexibilität ist laut Haas ein großer Gewinn. Denn Synthesegas ist ein Intermediat und erst einmal Rohstoff neutral. Es kann aus Biomasse, Haushaltsabfällen, Erdgas oder Kohle entstehen. Auch momentan noch reichlich visionäre Szenarien sind für Haas denkbar: „Man könnte CO2 aus der Atmosphäre fischen und mit elektrolytisch erzeugtem Wasserstoff zu Synthesegas umsetzen.“ Durch Metabolic Engineeríng neue Stoffwechselwege in Zellen einzuschleusen und diese so zu Reaktoren umzufunktionieren, ermöglicht elegante, schlanke Synthesen. Das zeigt der Vergleich des Biotechnologie- mit dem traditionellen ACH-Sulfo-Prozess zur Methylmethacrylat-Herstellung.

Ganze Prozessschritte, wie die Umsetzung mit Schwefel- und Salzsäure, könnten wegfallen und damit die Notwendigkeit, apparativ aufwändige Säurespaltprozesse zu betreiben. Aber das ist Zukunftsmusik, denn noch sind die Bakterien zu unproduktiv. Deshalb geht es erst einmal darum, ein industriell nutzbares Verfahren zu entwickeln. „Und da liegt noch ein weiter Weg vor uns“, weiß Haas.

* Die Autorin ist leitende Redakteurin der PROCESS. E-Mail-Kontakt: anke.geipel-kern@vogel.de

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