Bioreaktorsystem zur Dunkelfermentation und Wasserstofferzeugung ( Erneuerung )

• Fachliche Zuordnung: Verfahrenstechnik, Technische Chemie
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 584903709

Mit dem Großgeräte Ertüchtigungsantrag wird ein bestehender Forschungsanlagenverbund an der Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg gezielt ertüchtigt und zu einem innovativen Forschungshub für Kohlenstoffdioxid neutrale Energieträger weiterentwickelt. Ziel ist die experimentelle Untersuchung und Optimierung integrierter biotechnologischer Prozesse zur stofflichen Nutzung organischer Reststoffe und zur Erzeugung nachhaltiger Energieträger. Kern des Vorhabens ist die funktionale Umrüstung einer vorhandenen Anlage der biologischen Methanisierung zu einer flexibel betreibbaren Forschungsanlage zur Dunkelfermentation. Im Gegensatz zur biologischen Methanisierung ermöglicht die Dunkelfermentation die direkte biochemische Gewinnung von Wasserstoff aus organischen Substraten unter Lichtausschluss. Dieser Prozess stellt eine Schlüsseltechnologie dar, um Reststoffströme in frühen Phasen der Stoffumwandlung energetisch zu nutzen. Die Ertüchtigung umfasst konstruktive Anpassungen am Reaktor und an der Peripherie, die Integration kontinuierlich betreibbarer Förder- und Dosiersysteme, eine erweiterte Sensorik zur hochaufgelösten Erfassung von pH-Wert, Temperatur und Wasserstoffgehalt sowie die Modernisierung der elektrischen und softwareseitigen Prozesssteuerung. Ein ergänzendes Merkmal ist die Integration einer sensorgestützten, modellgestützten Prozessführung, die eine dynamische Optimierung biotechnologischer Prozesse ermöglicht. Die ertüchtigte Anlage ermöglicht sowohl einen kontinuierlichen als auch einen teilautomatisierten Langzeitbetrieb mit einem nutzbaren Reaktorvolumen von bis zu 800 Litern. Wasserstoff- und CO₂-haltige Produktgasströme sowie flüssige Gärreste werden unter variablen Betriebsbedingungen erzeugt und hochaufgelöst analysiert. Die entstehenden Gärreste können als aufgeschlossene Substrate für nachgeschaltete Biogas- und weitere biologische Prozesse genutzt werden. Die Anlage ist für interdisziplinäre Forschungsvorhaben aus den Bereichen Verfahrenstechnik, Energietechnik und Biotechnologie ausgelegt und wird mit etwa 90 Prozent für Forschung und 10 Prozent für forschungsnahe Lehre genutzt. Mit der beantragten Ertüchtigung wird die nachhaltige Weiternutzung bestehender Forschungsinfrastruktur realisiert und gleichzeitig eine moderne, leistungsfähige Forschungsumgebung für die Weiterentwicklung Kohlenstoffdioxid neutraler Energieträger geschaffen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Bioreaktorsystem zur Dunkelfermentation und Wasserstofferzeugung
• Gerätegruppe: 3520 Bakterien-Zuchtgeräte, Fermenter
• Antragstellende Institution: Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg
• Leiter: Professor Dr.-Ing. Torsten Birth-Reichert