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Mit dem Forschungsprojekt „Waste2Value – Mikroorganismen verändern die Westpfalz“ könnte ein großer Schritt in Richtung Nachhaltigkeit gelingen. Dahinter stehen die Hochschule Kaiserslautern, das Prüfungs- und Forschungsinstitut in Pirmasens und der Verein Zukunftsregion Westpfalz als Kooperationspartner. Eine Hauptrolle spielen terrestrische, also an Land lebende, Algen und Cyanobakterien (Mikroalgen) aus Wüsten, Arktis und Antarktis.
„Unser Ansatz ist es, vorhandene Kompetenzen in eine neue nachhaltige Richtung zu fördern“, erläutert Verbundprojektleiter Doktor Michael Lakatos vom Fachbereich Angewandte Logistik und Polymerwissenschaften am Campus in Pirmasens. Inhaltlich geht es bei dem Forschungsprojekt um verwertbare Materialien aus Bioabfällen der Forst- und Landwirtschaft sowie der Lebensmittelproduktion, die biotechnologisch veredelt werden.
Sie können für Kunst- und Klebstoffindustrie, intelligente Werkstoffverbunde und als hochwertige Zusatzstoffe für die Kosmetik- und Lebensmittelindustrie eingesetzt werden. Von diesen Materialien könnten in der Region ansässige Unternehmen profitieren, indem sie durch deren Verwendung neue Marktvorteile generieren.
Aktuell bringen einige der herkömmlichen Werkstoffe Nachteile mit sich. Dazu gehören die zur Herstellung nötigen fossilen Energieträger und die Entstehung von Mikroplastik. Hier ist das Ziel der Forschung, aus Biomaterialien und Kunststoffen hybride Materialien mit Sollbruchstellen herzustellen, die sich besser abbauen, recyceln und weiterverarbeiten lassen, sodass konventionelles Plastik nicht mehr verwendet werden muss.
Problematisch sind auch Werkstoffverbünde mit Klebstoffen, die nicht trennbar und recycelbar sind. „Wir forschen an biologischen Brücken, die die Verbünde leichter zerlegen, und daran, Materialien komplett durch nachwachsende Rohstoffe zu ersetzen“, führt Lakatos aus.
Als einen „Riesenvorteil“ bezeichnet er den Einsatz von terrestrischen Algen und Cyanobakterien. „Im Gegensatz zu den bisher verwendeten aquatischen Mikroalgen, halten sie niedrige und hohe Temperaturen sowie Trockenheit aus. Das ist ein völlig neuer Ansatz“, stellt er heraus. Hinzu kommt, dass durch ihren Einsatz keine Energie nötig sei, um Wasser und Biomasse zu trennen, was einer Energieersparnis zwischen 20 und 40 Prozent entspreche. Raumtemperatur und eine erhöhte Kohlendioxidkonzentration – beispielsweise aus Rauchgas von Blockheizkraftwerken oder aus Abluft – seien für ihr Wachstum in sogenannten Bioreaktoren optimal. So generieren sie aus Sonnenlicht, Bioabfällen und Kohlendioxid neue Wertstoffe und saubere Luft.
Mit diesen Eigenschaften tun sich Möglichkeiten auf. „Wir wollen neue urbane Agrarflächen schaffen, indem wir Bioreaktoren auf Fassaden von Häusern und Industrieanlagen anbringen“, beschreibt er die Vision, bei der neben Unternehmen auch die Zivilgesellschaft und öffentliche Verwaltungen einbezogen werden sollen. lmo