Kultivierung von Biomasse durch künstliche Photosynthese

Bereits bei ihrer natürlichen Photosynthese im Freien sind Algen äußerst effizient und binden zehnmal mehr Kohlendioxid (CO₂) als Landpflanzen. In Bioreaktoren mit entsprechender Sensorik, Regelungstechnik und Automatisierung kann die Effizienz der Algen auf das Hundertfache von Landpflanzen gesteigert werden. Die so entstandenen Stoffe lassen sich unter anderem als Ausgangsmaterial für Pharmazeutika, Verpackungen oder Kosmetika verwenden und schließlich klimaneutral rückführen. Daher steckt in den Algen erhebliches Potenzial für die Kreislaufwirtschaft. „Unser Anspruch ist, einen entscheidenden Beitrag zur Verbesserung der Lebensqualität heutiger und kommender Generationen zu leisten. Wir sind durch unsere Automatisierungstechnik und unser Know-how in der Regelungstechnik ein optimaler Partner für die Kultivierung von Biomasse im großen Stil“, erklärt Prof. Dr. Volker Nestle, Leitung Development Life-Tech bei Festo. „Ziel ist die Entwicklung von Materialien, die sich künftig leichter kompostieren lassen. Damit schlagen wir in unserem Bionic Learning Network ein ganz neues Kapitel auf.“

Eine große Herausforderung ist, die Menge der Biomasse genau zu bestimmen. Festo setzt deshalb auf Quantensensorik von Qant. „Unsere Quantenbasierten Partikelsensoren ermöglichen neue Verfahren, Anwendungen und Industrieprodukte. Mit dem Einsatz für die industrielle Photosynthese zeigen wir, welches Zukunftspotenzial in dieser Technologie steckt.“ sagt Dr. Michael Förtsch, CEO von Qant. Der Qant-Sensor gibt präzise und in Echtzeit Auskunft über das Wachstum der Organismen. Die Algen werden ihm dafür automatisiert und kontinuierlich durch spezielle mikrofluidische Komponenten von Festo, beispielsweise Pumpen zur präzisen Steuerung kleinster Flüssigkeitsmengen, zugeleitet. Der Quantensensor ist in der Lage, einzelne Zellen optisch zu analysieren, sodass die Menge der Biomasse exakt ermittelt werden kann. Zusätzlich untersucht er die Zellen mit Hilfe von künstlicher Intelligenz auf ihre Vitalität. Erst dadurch ist es möglich, vorausschauend auf Prozessereignisse zu reagieren und regelnd einzugreifen. Ein prototypischer Aufbau einer Anlage mit Quantentechnologie soll auf der Hannover Messe 2022 vorgestellt werden.