Forschungsprojekt
3D-BioCat – Entwicklung von 3D-hybriden lebenden Materialien in Bioreaktoren zur mixotrophen Biofilmkatalyse
3D-BioCat entwickelt eine bahnbrechende Plattformtechnologie zur Kultivierung lichtbetriebener, mixotropher Biofilme und eröffnet damit neue Möglichkeiten für die nachhaltige Herstellung von Chemikalien
Im 3D-BioCat-Projekt wird eine neuartige Technologieplattform zur Kultivierung lichtbetriebener Biofilme, die auf nachhaltige Weise Bausteine für Polymere produzieren können entwickelt. Im Mittelpunkt steht dabei die Entwicklung modularer Hybrid-Living-Material-(HLM)-Reaktoren, für unterschiedliche Biofilmtypen welche die Effizienz natürlicher Systeme nachahmen.
Das Projekt untersucht zwei Reaktorkonzepte inspiriert von der Natur – einen Spiralzylinder und eine halbellipsoide Reaktorform – und vergleicht sie hinsichtlich katalytischer Leistung und dem jeweiligen Potenzial für eine industrielle Skalierung.
Zur Demonstration des Konzepts wird ein Laborprototyp konstruiert, der kontinuierlich ε-Caprolacton aus Cyclohexanol herstellt – einem zentralen Zwischenprodukt bei der Produktion des biologisch abbaubaren Polymers Polycaprolacton. Mithilfe moderner Bildgebungs- und Analysetechniken werden Biofilmwachstum und -aktivität im Reaktor überwacht, um eine stabile und langfristige Leistungsfähigkeit sicherzustellen.
Langfristig sollen die skalierbaren, HLM-basierten Bioreaktoren das Potenzial produktiver Biofilme nutzen, um dauerhaft Chemikalien und Energieträger effizient und umweltfreundlich herzustellen.
Vorgeschlagenes, naturinspiriertes Reaktordesign zur Kultivierung mixotropher Biofilme. Ziel ist, über einen Zeitraum von drei bis vier Wochen kontinuierlich ε-Caprolacton im Grammmaßstab zu produzieren.
https://productive-biofilms.de/wp-content/uploads/2025/10/3DBioCat_SPP2494_Video_v2.mp4
Einblick in das 3D-BioCat Forschungsprojekt.
Team
Katja Bühler
Telefon: +49 341 6025-4683
Email: katja.buehler@ufz.de
Rohan Karande
Telefon: +49 341 97-36933
Email: rohan.karande@uni-leipzig.de