25 24 Rund 50 Wissenschaftler um den Biologen und Chemiker Prof. Dr. Tobias Erb befassen sich am Marburger Max-Planck-Institut für terrestrische Mikrobiologie mit der sogenannten künst- lichen Photosynthese. Ihr erklärtes Ziel ist es, künstliche Zellen zu erschaffen, die das Treibhausgas Kohlendioxid mittels Lichtenergie binden und umwandeln – und zwar effizienter als die Natur. Die synthetisch hergestellten Chloroplasten – sogenannte Droplets von 90 Mikrometern Durchmesser – könnten künftig in automatisierten Bioreaktoren eingesetzt werden und einen nachhaltigen Beitrag zum Klimaschutz leisten. Damit dies schnellstmöglich in industriellem Maßstab gelingt, kooperiert das Forscherteam im interdisziplinären Austausch mit den Automatisierungsspezialisten von Festo. Für die Droplet-Experimente nutzen die Forscher einen speziellen Bioreaktor von Festo, der auf ihre wissenschaftlichen Anforderungen ausgelegt ist. Außerdem werden sie durch intelligente LifeTech-Systeme und -Komponenten unterstützt. So übernimmt ein innovativer Dispensierroboter zeitintensive Laboraufgaben, die zur Optimierung der künstlichen Zellen notwendig sind. Von dieser synergetischen Arbeitsform profitieren nicht nur Automation und Grundlagenforschung, sondern vor allem Gesellschaft und Umwelt. Künstliche Photosynthese Kooperation mit Max-Planck-Forscherteam Zahlen, Daten, Fakten Technische Informationen Bioreaktor PhotoBionicCell – Gesamthöhe: 3,0 m – Flächenkollektoren: 5,0 m2 – Kollektorenradius: 1,6 – 2,7 m – Kultivator Höhe: 57,0 cm Durchmesser: 25,0 cm Fassungsvermögen: 15,0 l – Schichtdicke Algen: 5,5 cm – Materialien der Leichtbaustrukturen Bioreaktor: Acrylglas Verbindungsklammern: Polyhydroxybuttersäure (PHB) Knotenpunkte: QuickGen 500 (3D-Druckmaterial) Verbindungsstangen: Acrylglas (glasperlengestrahlt) Verteilerelemente: e-Clear (3D-Druckmaterial) – Sensoren im Bioreaktor: 14 – Multisensor außerhalb des Bioreaktors: 1 (5 Parameter) – Quantensensor: 1 – Parameter in Überwachung: 9 – Pumpen: 12 Forschungsbioreaktor – Gesamthöhe: 35,0 cm – Durchmesser: 13,5 cm – Fassungsvermögen: 2,0 l – Kultivierungsvermögen: 1,5 l – Schichtdicke Algen: 0,37 cm – Sensoren im Bioreaktor: 13 – Parameter in Überwachung: 9 – Pumpen: 7 Bedienoberfläche – Festo Web Essentials zur Generierung der Weboberfläche – Datenspeicherung alle 30 s – Bidirektionale Kommunikation (zwischen Edge-Devices und User-Interface) – Kommunikationsprotokolle: OPC-UA und MQTT Dispensierroboter – Befüllzeit 96-Mikrotiterplatte: 60 s – Volumina: 5 µl – 1 ml – Wiederholgenauigkeit: +/- 1% – Ventile: 8 VYKA (einzeln ansteuerbar) – Intuitives Bedienkonzept – Webbasiertes Interface
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