June 20, 2016 – energie360° Publishes Article on Electrochaea’s P2G Technology

Read the interview with Mich Hein, CEO (link to the full article):

 

Über Ur-Tierchen, Kulturbrühe und Leben ohne SauerstoffFoto_Mich-Hein_Electrochaea_16-05-24

Mich Hein war an der Universität von Chicago an der Entdeckung der Archaeen beteiligt. Auf Basis dieser Kleinstlebewesen, die CO2 und Wasserstoff in Methan umwandeln, hat er eine neue Power-to-Gas-Technologie mitentwickelt, die nun in Dänemark einem Langzeittest unter realen Bedingungen unterzogen wird.

 

Wann und wie wurde Ihnen klar, welches Potenzial für die Energiezukunft in den Archaeen steckt?
Mich Hein:
Wir haben 2009 durch Dr. Laurens Mets, der an der Universität Chicago forscht, von diesen Archaeen erfahren. Zu dieser Zeit waren wir auf der Suche nach sehr effizienten Systemen zur Energiespeicherung in Form von wiederverwendbarem Kohlenstoff. Dr. Mets hatte damals bereits hocheffiziente biologische Systeme untersucht, die zur Energiespeicherung in Form von Methan im grossen Massstab fähig sind. Wir haben schnell erkannt, dass er eine Lösung parat hatte, die für den Bereich erneuerbare Energien sehr hilfreich sein würde und die skalierbar und effizient ist.

 

Wie entdeckt man Kleinstlebewesen, die nur unter einem leistungsstarken Mikroskop zu sehen sind?
Mich Hein: Dr. Mets hat an der Universität Chicago eine grosse Sammlung an Archaeen getestet, um denjenigen Stamm zu identifizieren, der sich durch hohe Robustheit und maximale Effizienz bei der Umwandlung von Energie in Methan auszeichnet. Diesen Stamm hat er dann im Labor unter hochselektiven Bedingungen noch weiter optimiert. Nun ist er patentrechtlich geschützt. Archaeen gibt es auf der ganzen Welt, sie leben zum Teil unter sehr rauen Umweltbedingungen, vor allem in heissen Quellen, in Schwarzen Rauchern in der Tiefsee, in Reisfeldern und auch im Magen-Darm-Trakt vieler Tiere und auch Menschen. Die Archaeen sind stäbchenförmig, im Durchmesser einen halben Mikrometer gross und zwischen fünf und 15 Mikrometer lang. Sie bewegen sich meist einzeln, können aber auch als Aggregate oder in kleineren Gruppen vorkommen. Die Organismen sind fluoreszent und können daher gut mit einem Fluoreszenzmikroskop gesehen und identifiziert werden.

 

Was ist das Besondere an diesen Archaeen?
Mich Hein:
Die Archaeen unterscheiden sich sehr stark von Pflanzen, Tieren, Algen und Bakterien. Sie sehen den Bakterien sehr ähnlich und bis circa 1980 waren sie auch tatsächlich den Bakterien zugeordnet. Heutzutage wissen wir aber, dass sie sehr spezielle Strukturen, genetische Information und einzigartige biochemische Vorgänge aufweisen, die ihnen – im Gegensatz zu Pflanzen und Tieren – das Leben ohne Sauerstoff ermöglichen und sie Energie mit Hilfe von völlig neuen Mechanismen generieren lassen. Die Archaeen, die wir in unserem Bioreaktor verwenden, generieren Energie durch die Herstellung von Methan unter Verwendung von Wasserstoff und Kohlendioxid. Dabei verwenden sie nur sehr kleine Mengen an Energie und eine kleine Menge Kohlendioxid für sich selber. Den Grossteil des Methans lassen sie für uns übrig. Es sind derzeit keine anderen Organismen bekannt, die so einen hohen Anteil der Energie aus ihrem Futter in einem von uns verwendbaren Produkt generieren.

 

Wie und wo züchten Sie die Archaeen?
Mich Hein:
Wir kultivieren die Archaeen in unserem Labor in Planegg bei München und in unserem BioCat-Reaktor im dänischen Avedøre. Im Labor verwenden wir modifizierte Bioreaktoren, um optimale Wachstumsbedingungen für die Archaeen zu bieten – das heisst, wir verändern vor allem die Rührenergie, die Geometrie des Bioreaktors, die Gasflüsse und auch die Materialien, aus denen wir die Bioreaktoren herstellen. Die Kulturbrühe, in denen die Archaeen wachsen, besteht hauptsächlich aus einer einfachen Mischung aus anorganischen Salzen und ist dem Meerwasser sehr ähnlich. Die Archaeen lassen sich über Jahre hinweg bei Raumtemperatur und kontrollierten Bedingungen aufbewahren.

 

Wie viele Archaeen braucht es für den Methanisierungs-Reaktor in Avedøre und wie lange leben sie?
Mich Hein:
Wir wissen nicht genau, wie lange ein einzelnes Archaeon tatsächlich lebt. Die Archaeen vervielfältigen sich durch Zellteilung und die Verdopplungszeiten liegen zwischen wenigen Stunden und bis zu 1000 Stunden – abhängig von den spezifischen Umweltbedingungen. Allerdings haben wir Erfahrung mit Kulturen, die kontinuierlich über mehrere Jahre hinweg im Bioreaktor überdauert haben. Wir verwenden bis zu zehn Gramm Archaeen pro Liter Kulturbrühe. Im Bioreaktor in Avedøre haben wir 3500 Liter davon – das bedeutet, dass dort ungefähr 30 Kilogramm Archaea in der Kulturbrühe beheimatet sind.

 

Was erhoffen Sie sich vom Langzeitversuch in Dänemark?
Mich Hein:
Wir werden Methan herstellen, das direkt in das Gasnetz vor Ort eingespeist werden kann. Zudem wollen wir demonstrieren, wie effizient das System ist und unter welchen Parametern wir unser BioCat-System betreiben können. Neben der kommerziellen Herstellung von Methan haben wir eine ganze Reihe an Experimenten geplant, so zum Beispiel den Vergleich von Biogas und reinem CO2 als Kohlenstoffquelle für die Archaeen. Wir werden ausserdem unterschiedliche operative Zyklen testen, um einen Lastausgleich im Stromnetz zu demonstrieren.