Die chemische Industrie ist an rund 96 Prozent der Alltagsprodukte beteiligt und verursacht gleichzeitig etwa sechs Prozent der weltweiten Treibhausgasemissionen. ETH-Forscherin Ronja Rappold will diese Abhängigkeit von fossilen Rohstoffen verringern und entwickelt als Pioneer Fellow mit Teno Bioworks Mikroorganismen, die CO₂ in nutzbare Chemikalien umwandeln. Im Zentrum steht die Idee, CO₂ nicht als Abfall, sondern als Ressource für neue Wertschöpfungsketten zu nutzen.
Grünes Methanol als Bindeglied
Da gasförmiges CO₂ schwer zu handhaben ist, setzt Teno Bioworks auf grünes Methanol als Zwischenstufe. Das CO₂ wird zunächst in flüssiges Methanol überführt, das den Bakterien als Ausgangsstoff dient. Methanol lässt sich im Vergleich zu CO₂ einfacher lagern, transportieren und dosieren und ist bereits ein etablierter industrieller Rohstoff.
Umprogrammierte Bakterien als Produktionsplattform
Anstatt natürlich vorkommende Methanolverwerter nutzbar zu machen, optimiert das Team ein bereits grossindustriell eingesetztes Bakterium so, dass es Methanol verwerten kann. Der Stoffwechsel des Mikroorganismus wurde dafür grundlegend umprogrammiert, sodass eine «bakterielle Fabrik» entsteht, die Methanol als Kohlenstoffquelle nutzt. Perspektivisch soll dieser Ansatz eine klimaneutrale Ressourcennutzung in der industriellen Chemie ermöglichen.
Plattformtechnologie für verschiedene Produkte
Teno Bioworks versteht die entwickelte Technologie als Plattform: Je nach genetischer Instruktion können die Mikroorganismen unterschiedliche Zielmoleküle produzieren. Genannt werden Bausteine für Kosmetika, Dämmmaterialien oder nachhaltige Kunststoffe als mögliche Anwendungen. Ziel ist es, Produktionsprozesse in der Chemie wirtschaftlich konkurrenzfähig und gleichzeitig weniger abhängig von fossilen Importen zu machen.
Von der Laborentwicklung zur industriellen Anwendung
Der Prozess funktioniert derzeit im Labormassstab, erste Schritte zur Skalierung wurden umgesetzt. Als nächste Etappen nennt das Projekt den Aufbau einer Testanlage und später den Übergang auf industrielle Anlagen, was mehrere Jahre in Anspruch nehmen wird. Ronja Rappold betont, dass es nun darum gehe, verfügbare Technologien anzuwenden, um industrielle Produktion von Umweltbelastung und fossilen Ressourcen zu entkoppeln.