Algenart kann Abwasser reinigen und zu Biodiesel umgewandelt werden

Jeff Lodge & Eric Lannan - Photo by A. Sue Weisler
Jeff Lodge & Eric Lannan - Photo by A. Sue Weisler

Wissenschaftler am Rochester Institute of Technology stellen Biodiesel aus Algen her, die in Abwasser wachsen. Das Projekt ist sogar doppelt umweltfreundlich, weil die Algen Nitrate und Phosphate aus dem Wasser aufnehmen und Bakterien und Toxine reduzieren. Das Endergebnis: sauberes Abwasser und ein Grundstock für einen vielversprechenden Biotreibstoff.

Das gereinigte Abwasser kann in die Vorflutbecken der Aufbereitungsanlagen zurückgeleitet werden, während mit dem Biodiesel Busse, Baufahrzeuge und landwirtschaftliche Geräte betrieben werden können. Die Algen könnten die verräterischen schwarzen Auspuffwolken von normalem Diesel durch sauberere Abgase ersetzen, die einen niedrigen Anteil von Schwefel und Feinstaub haben, die ansonsten Bestandteil fossiler Brennstoffe sind.

Die Algen haben viele Vorteile: sie können billiger angebaut werden und wachsen schneller als Getreide, das außerdem nährstoffreiche Böden, Dünger und Insektizide benötigt. Es ist komplizierter, Treibstoff durch Ernte und Transport von Getreide oder aus Äthanol herzustellen.

Im Gegenzug dazu sind Algen viel einfachere Organismen. Sie betreiben Photosynthese, um Sonnenlicht in Energie umzuwandeln. Sie benötigen nur Wasser – Teiche oder Tanks, um darin zu wachsen – Sonnenlicht und Kohlendioxid.

“Algen – als erneuerbarer Grundstock – wachsen viel schneller als Getreide oder Sojabohnen”, so Eric Lannan, der gerade an seinem Magister in Maschinenbau am RIT arbeitet. “Wir können alle sieben Tage eine neue Charge von Algen ansetzen. Es ist eine kontinuierliche Quelle, die 50 Prozent unseres Treibstoffverbrauches decken könnte, der von dieselbetriebenen Maschinen benötigt wird.”

Kaltes Wetter ist ebenfalls ein Aspekt bei Biodiesel-Treibstoffen.

“Es ist ein großer Nachteil, dass Biodiesel bereits bei höheren Temperaturen einfriert”, sagte Jeff Lodge, außerordentlicher Professor für Naturwissenschaften am RIT. “Es ist völlig egal, welche Art von Diesel man hat, wenn es zu kalt wird, startet der Motor nicht, weil der Treibstoff geliert. Es wäre möglich, verschiedene Arten von Biodiesel zu mischen – hergestellt aus Algen und gemischt mit dem aus Sojabohnen oder einer anderen Art – um Biodiesel mit einem vorteilhafteren Pourpoint herzustellen, der leichter fließt.”

Lannans Forschung für die Magisterarbeit führte ihn ins Biologielabor von Lodge. Mit Hilfe der Chemikerin Emily Young isolierten und extrahierten sie hochwertige Fette oder Lipide, die von den Algen produziert werden und erhielten winzige Mengen eines goldfarbenen Biodiesels. Sie züchteten die Algenart Scenedesmus, einen einzelligen Organismus, und benutzten Abwasser aus der Frank E. Van Lare Wastewater Treatment Plant in Irondequoit, New York.

“Es ist sehr wichtig, was wir hier tun”, sagte Lodge. “Die Algen entfernen fast das komplette Ammoniak aus dem Abwasser, nämlich 99 Prozent, 88 Prozent der Nitrate und 99 Prozent der Phosphate – all die Nährstoffe, von denen Sie Angst haben, dass sie im Vorfluter landen könnten. Wir haben Daten, die aufzeigen, dass die Anzahl koliformer Bakterien extrem verringert werden, unterhalb des Grenzwertes, bei dem das Abwasser in den Ontariosee geleitet werden darf.”

Der Abgeordnete Joseph Morelle, zu dessen Bezirk Irondequoit gehört, lobt die Initiative des RIT. “Neuerungen, die an bedeutenden wissenschaftlichen Einrichtungen wie dem RIT entwickelt werden, werden wichtig sein, um die Herausforderungen zu lösen, denen wir gegenüberstehen: von der Wiederbelebung der Wirtschaft des Hinterlandes bis zur Schaffung von sauberen, erneuerbaren Energiequellen für die Zukunft. Die Forschung von Professor Lodge und Eric Lannan überbrückt die Kluft zwischen Kosteneffizienz und Umweltschutz und ist ein perfektes Beispiel dafür, wie alte Probleme zu neuen und kreativen Lösungen führen können.”

Lodge und Lannan haben ihre Algenproduktion im Labor des RIT inzwischen von 30 auf 100 Gallonen Abwasser gesteigert. Dafür benutzen sie einen Tank mit den Maßen 1,20 x 2,10 Meter, der im Environmental Energy Technologies steht, einer Nebenstelle des RIT. Lannans Doktorvater Ali Ogut, Professor für Maschinenbau, ist der Präsident der Gesellschaft und auch ihr Technischer Direktor. Im Frühjahr wollen die Wissenschafter ein mobiles Gewächshaus an der Wasser-Wiederaufbereitungsanlage in Irondequoit bauen und dann die Produktion auf 1000 Gallonen Abwasser erhöhen.

Die Firma Northern Biodiesel, mit Sitz in Wayne County, wird die Lipide aus den Algen läutern und für die Wissenschaftler des RIT in Biodiesel umwandeln.

Quelle: http://www.rit.edu/news/story.php?id=48113

(SOM)

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