Voll-Enzym-Hydrogele im Einsatz - 13.12.2023

Biokatalytische Schäume ermöglichen die nachhaltige Synthese komplexer Moleküle

Konventionelle chemische Syntheseprozesse verbrauchen viel Energie und umwelt-schädigende Lösungsmittel. Die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Christof Niemeyer vom Karlsruher Institut für Technologie hat aus vernetzten Enzymen poröse, feste Schäume generiert, die die Produktion hochwertiger Verbindungen unter deutlich umwelt-schonenderen Bedingungen erlauben. Die neuartigen Biokatalysatoren sind zudem extrem widerstandsfähig und lange haltbar.

Der rasant steigende globale Ressourcenverbrauch führt laut Global Footprint Network dazu, dass im Jahr 2022 etwa 1,75 Erden notwendig gewesen wären, um ihn zu decken. Forschende des KIT wollen den bisherigen linearen Wirtschaftsansatz „take, make, use, dispose“ grundlegend verändern. Ihr Lösungsansatz besteht in zirkulären Verfahren der Kreislaufwirtschaft: In der Kreislauffabrik werden gebrauchte Produkte möglichst automatisiert aufgearbeitet.

Der von der Universität Freiburg und dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) initiierte Innovationscampus Nachhaltigkeit (ICN), der im Januar 2024 seine Arbeit aufnehmen wird, hat eine zweijährige Förderung für Anbahnungsprojekte ausgeschrieben. Wissenschaftler*innen der Universität Freiburg, des KIT sowie kooperierender Hochschulen und Forschungseinrichtungen sind dazu eingeladen, bis zum 30. November 2023 ihre Projektskizzen einzureichen.

BIOPRO Podcast BUGA Spezial Folge 4 - 17.10.2023

ReGrow - Bauen mit Flachs und Weide

Heute ist unsere Kollegin Laura Schmaltz im Gespräch mit Prof. Moritz Dörstelmann, Inhaber einer Architektur Professur am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und Geschäftsführer der Baufirma FibR GmbH. Er ist nicht nur für einen, sondern gleich für zwei Beiträge mitverantwortlich: „ReGrow Flax – Flachsfaserpavillon“ und „ReGrow Willow – Bauten aus Weide“. Beide zeigen eindrucksvoll, wie das Bauen der Zukunft aussehen kann: automatisiert mit…

Die Nahrungsmittelproduktion verdoppeln, Wasser sparen und gleichzeitig die Kohlenstoffspeicherung erhöhen – das klingt paradox, wäre aber theoretisch möglich. Nötig wäre allerdings eine radikale räumliche Neuordnung in der Landnutzung. Das haben Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und des Heidelberg Institute for Geoinformation Technology (HeiGIT), einem An-Institut der Universität Heidelberg, herausgefunden.

Eine wachsende Weltbevölkerung benötigt ausreichend Nahrungsmittel. Deren Produktion führt durch Überdüngung zu einer erhöhten Stickstoffbelastung in der Landwirtschaft, was sich negativ auf Menschen, Klima und Ökosysteme auswirkt. Dass die Getreideproduktion mit einer deutlich geringeren globalen Gesamtdüngung aufrechterhalten werden könnte, wenn der Einsatz von Stickstoffdünger weltweit gleichmäßig verteilt würde, zeigen Forschenden des KIT.

Ein großes Ziel der Chemie ist es, auf einfachem Weg Amine aus Ammoniak und ungesättigten Kohlenwasserstoffen zu erzeugen. Während der katalytischen Addition, bei der Ammoniak aktiviert und anschließend übertragen wird, entsteht zudem kein Abfall und so ist sie besonders nachhaltig. Forschende am KIT haben ein System entwickelt, das nicht auf Übergangsmetallen, sondern auf einer Verbindung aus Hauptgruppenelementen basiert.

BIOPRO Podcast BUGA Spezial Folge 3 - 14.09.2023

PeePower™ – Mit dem Toilettengang das Handy laden

Heute ist unsere Kollegin Laura Schmaltz im Gespräch mit Prof. Dr. Harald Horn und Jonas Ullmann vom Engler-Bunte-Institut am KIT. Die beiden Herren haben den Beitrag „PeePowerTM – Strom aus Urin gewinnen“ konzipiert und gebaut. Er absolviert im Erlebnisraum nun einen großen Testlauf. Der Beitrag ist eine Toilette, bei der mithilfe von Bakterien aus dem gesammelten Urin Wasserstoff hergestellt wird, der dann in elektrischen Strom umgewandelt…

Mit dem Aufbau des „KICU – Künstliche Intelligenz Campus Ulm“ unterstützt die Stadt Ulm die regionale Wirtschaft bei der Hebung des Potentials von Künstlicher Intelligenz. Das Land fördert das Exzellenzzentrum mit drei Millionen Euro.

Die industrielle Biokatalyse mit Enzymen gilt als „Gamechanger“ bei der Entwicklung einer nachhaltigen chemischen Industrie. Mithilfe von Enzymen kann eine Bandbreite an komplexen Molekülen wie pharmazeutische Wirkstoffe unter umweltfreundlichen Bedingungen synthetisiert werden. Forschende des KITs haben eine neue Klasse von Materialien entwickelt, indem sie Enzyme als Schäume hergestellt haben, die eine enorme Haltbarkeit und Aktivität besitzen.

Der Molekularbiologe Professor Holger Puchta vom KIT erhält für eine Arbeit zur gezielten Restrukturierung von Pflanzengenomen eine Förderung in einem Reinhart Koselleck-Projekt der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG). Als Pionier der Grünen Gentechnik setzt Puchta seit 30 Jahren molekulare Scheren bei Pflanzen ein. Das neue Projekt zielt darauf, mithilfe der CRISPR/Cas-Methode Gene in Kulturpflanzen frei zu kombinieren.

Biomethan aus landwirtschaftlichen Reststoffen ist in großen Mengen verfügbar und es eignet sich besonders als Treibstoff für LKWs, Busse, Bau- und Landmaschinen. Wird es aus Gülle produziert, ist seine CO2-Bilanz sogar negativ, weil Emissionen vermieden werden, die bei der Lagerung und Ausbringung von Gülle entstehen. Welche Methode die Beste ist, testen die Universität Hohenheim, das KIT und weitere Projektbeteiligte aus Industrie und Praxis.

Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist mit seinem Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse (ITAS) damit beauftragt worden, das Büro für Technikfolgen-Abschätzung beim Deutschen Bundestag (TAB) auch in den kommenden fünf Jahren bis 2028 zu betreiben. Dies hat der Ausschuss für Bildung, Forschung und Technikfolgenabschätzung des Deutschen Bundestages in seiner heutigen Sitzung (21. Juni 2023) einstimmig beschlossen.

Zwei neue Innovations-Netzwerke zur Anwendung pflanzenbasierter Fasern in der Bauwirtschaft und in der Textilindustrie unterstützen die Weiterentwicklung der „Leitregion Nachhaltige Bioökonomie Baden-Württemberg“.

Reststoffe, die bisher auf dem Acker blieben, können hochwertig genutzt werden. Die Umlenkung und wirtschaftliche Nutzung dieser Ressourcen erfordert jedoch ein intelligentes Management, da auch diese Stoffströme begrenzt verfügbar sind. Mit dem Projekt ReBioBW will das Land erfassen, welche Nebenprodukte und Nebenströme anfallen und in welche Verwertungspfade sie gehen. Die Ergebnisse sind eine wichtige Basis für neue Geschäftsmodelle.

Der Klimawandel hat zusammen mit dem intensiven Nutzen und Zerstören natürlicher Ökosysteme einen beispiellosen, fortschreitenden Artenschwund ausgelöst. Häufig werden die Klima- und die Biodiversitätskrise aber wie getrennte Katastrophen behandelt. Ein internationales Team aus Forschenden, an dem auch das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) beteiligt ist, fordert nun ein Umdenken.

Nachhaltiges Bauen - 28.03.2023

Digitale Fertigungsverfahren erlauben Bauen mit Flachs und Weiden

Um die Treibhausgasemissionen der Baubranche signifikant zu senken, ist die Umstellung auf nachhaltige und kreislaufgerechte Bauweisen notwendig. Auf der Bundesgartenschau in Mannheim realisieren die FibR GmbH aus Kernen zusammen mit Forschenden des Karlsruher Instituts für Technologie zwei innovative Bauten aus den nachwachsenden Rohstoffen Flachs und Weiden und veranschaulichen damit mögliche Baukonzepte der Zukunft.

„Mit der Landesstrategie ‚Nachhaltige Bioökonomie‘ fördern wir die Entwicklung hochwertiger, funktionaler Materialien aus Naturfasern und freuen uns sehr, dass sich die TechnologieRegion Karlsruhe im Rahmen einer Fach- und Clusterinitiative zur Weiterentwicklung der Leitregion Bioökonomie Baden-Württemberg des Themas angenommen hat.“ Mit diesen Worten würdigte Minister Peter Hauk MdL (MLR BW) die Rolle der TechnologieRegion Karlsruhe GmbH.

Baden-württembergischer Landtag sieht im Haushalt 2023/2024 eine Finanzierung des gemeinsamen Projekts „Transformationen für Stadtregionen der Zukunft – Klimaschutz, Ressourceneffizienz und Wohlergehen“ der Universität Freiburg und des Karlsruher Institut für Technologie vor.

Projekt FuTuReS - 12.12.2022

Mikroalgen – hochwertige Produkte für die heimische Landwirtschaft?

Algen sind Wasserlebewesen, die in einer riesigen Artenvielfalt vorkommen. Aber nicht nur das: Als kleine grüne Minifabriken können sie allerhand Wertstoffe herstellen. Dafür brauchen sie lediglich Wasser, Licht, CO2 und ein paar Nährstoffe, die aus Biogas- oder Kläranlagen verwertet werden können. Forschende haben nun optimale Rahmenbedingungen und Praktikabilität von Prozessverfahren zur landwirtschaftlichen Algenkultivierung ermittelt.

Das Treibhausgas CO2 aus der Atmosphäre entnehmen und durch kombinierte Prozesse in einen stabilen Kohlenstoff umwandeln – das leistet seit diesem Monat ein neuer Anlagenverbund am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) im Versuchsmaßstab. Das im Forschungsprojekt NECOC gemeinsam mit Industriepartnern entwickelte Verfahren vereint negative Emissionen mit der Produktion eines Hightech-Rohstoffs.

Ob im Trinkwasser, in der Nahrung oder sogar in der Luft: Plastik ist ein globales Problem – und das ganze Ausmaß der Verschmutzung ist möglicherweise noch gar nicht bekannt. Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben gemeinsam mit Partnern aus den Niederlanden und Australien konventionelle Annahmen für den Transport von Plastik in Flüssen überprüft.

Basischemikalien, die als Grundstoffe für vielfältige Produkte wie Medikamente oder Waschmittel benötigt werden, lassen sich bislang nur mit enorm hohem Energie- und Rohstoffaufwand produzieren. Dabei sind häufig noch fossile Energieträger und Rohstoffe im Einsatz. Allein das Gewinnen chemischer Stoffe setzt hohe Temperaturen, teure Katalysatoren aus Edelmetallen und teilweise auch umweltschädliche Ausgangsstoffe voraus.

Setzt die deutsche Landwirtschaft zukünftig auf Mikroalgen? Mit den einzelligen Wasserpflanzen lassen sich jedenfalls zahlreiche Wertstoffe produzieren – somit haben sie ein großes Potenzial als nachwachsender Rohstoff und Biomassequelle für die Bioökonomie.

Der hohe Kohlenstoffdioxid-Ausstoß ist eine der Hauptursachen für Klimawandel und Erderwärmung. Neben der Senkung der Emissionen wird auch daran gearbeitet, Kohlenstoffdioxid aus der Luft zu filtern. Das Land fördert ein entsprechendes Forschungsprojekt.