BOKU - Universität für Bodenkultur Wien - Forschungsinformationssystem
Gewählte Dissertation:
Sabine Spieß
(2022):
Bioelectrochemical conversion of carbon dioxide into methane and simultaneous organic substrate degradation in microbial electrolysis cells.
Dissertation - Institut für Umweltbiotechnologie,
BOKU-Universität für Bodenkultur,
pp 145.
UB BOKU
obvsg
- Abstract:
- In den letzten Jahrzehnten hat die mikrobielle Elektrosynthese, als eine umweltfreundliche Methode zur Verwertung und Umwandlung von CO2 in wertvolle Verbindungen, durch das Einbringen mikrobieller Biokatalysatoren in die Kathodenkammer elektrochemischer Systeme, großes wissenschaftliches Interesse auf sich gezogen. Im Zuge dieser Doktorarbeit wurden vollständig biokatalysierte mikrobielle Elektrolysezellen entwickelt und weiter optimiert, die zum organischen Substratabbau and zur gleichzeitigen Abscheidung und Umwandlung von CO2 zu Methan geeignet waren. Um die Methanproduktion zu erhöhen wurden Poly(Neutralrot) und Chitosan modifizierte Karbonfilzelektroden zur Anwendung in vollständig biokatalysierten mikrobiellen Elektrolysezellen getestet und die Abbaueffizienz des chemischen Sauerstoffbedarfs und die Methanproduktionsrate drei Monate lang überwacht. Die Verwendung modifizierter Elektroden verbesserte die Methanproduktionsraten erheblich, diese waren doppelt so hoch als im Vergleich zu nicht vorbehandelten Karbonfilzelektroden. Außerdem wurde der Einfluss der Karbonfilzvorbehandlung auf die Zusammensetzung des anodischen Biofilms untersucht. Es wurde beobachtet, dass die Elektrodenvorbehandlung zu einer Minderung der mikrobiellen Diversität, im Vergleich zu einer nicht vorbehandelten Elektrode, und zu einer Anreicherung von spezifischen elektroaktiven Mikroorganismen je nach Art der Modifikation, führte. Schlussendlich wurde zum ersten Mal die Umwandlung von CO2 industriellen Ursprungs in einer vollständig biokatalysierten mikrobiellen Elektrolysezelle untersucht und CO2-reiches Abgas aus der Stahlindustrie in Methan umgewandelt. Diese Ergebnisse zeigten, dass bioelektrochemische Systeme eine leistungsstarke Technologie darstellen könnten, um CO2 in wertvolle Biokraftstoffe wie Methan umzuwandeln und gleichzeitig Abwasser zu reinigen
- Betreuer: Gübitz Georg
- 1. Berater: Loibner Andreas Paul
- 2. Berater: