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Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2018-10-01 - 2021-09-30

Es ist dringend notwendig, neuartige und nachhaltige Systeme zu entwickeln, die eine kontrollierte Ausbringung von Agrochemikalien über längeren Zeitraum ermöglichen, sowie an Systemen, die die Versorgung der Pflanzen mit Wasser gewährleisten, um die Auswirkungen von Dürreperioden zu reduzieren. Angesichts der raschen Erschöpfung der Grundwasserreserven, der Unsicherheit in Bezug auf Regenfälle und der wachsenden Nachfrage nach Nahrungsmitteln aufgrund des starken Bevölkerungswachstums kommt der effizienten Nutzung des für Kulturpflanzen verfügbaren Wassers eine immer größere Bedeutung zu. Hydrogele zeichnen sich dadurch aus, dass sie im Vergleich zu ihrem Gewicht außergewöhnlich große Mengen an Wasser aufnehmen und speichern können. Dies ist von größter Bedeutung, da Dürren und erratische Niederschlagsmuster die Ernteerträge selbst in jenen Regionen stark beeinträchtigen, in denen üblicherweise normale Niederschlagsmengen erwartet werden. Da außerdem bis zu 50% der Stickstoffdünger verloren gehen und mehr als 95% der Pestizide und Herbizide in die Umwelt freigesetzt werden, müssen Technologien entwickelt werden, die die Kontamination der Umwelt durch Agrochemikalien verhindern. Derzeit basieren die agrochemischen Versorgungs- und Wasserspeichersysteme auf nicht biologisch abbaubaren, fossilen Ressourcen, deren Persistenz bereits ernsthafte Probleme verursacht. Lignin, das in Bäumen (40%), in landwirtschaftlichen Nebenprodukten oder in weiterer Folge in Bioethanolanlagen vorhanden ist, wird derzeit nicht ausreichend erforscht und hauptsächlich zum Zweck der Energieerzeugung verbrannt. Die Studie untersucht die Möglichkeit, unter Verwendung von Biokatalysatoren Lignin-basierte, biologisch abbaubare kontrollierte Freisetzungssysteme für Wasser und Agrochemikalien herzustellen.
Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2018-10-01 - 2021-09-30

Der Schwerpunkt dieser Arbeit liegt in der Isolierung von neuartigen Biokatalysatoren aus der Natur für die (Bio) Polymerverarbeitung und das Recycling. In den letzten Jahrzehnten ist die Nachfrage nach Kunststoffen, die aus fossilen Brennstoffen und Gas gewonnen werden, rasch gewachsen, da sie weit verbreitet sind und für Kleidung, Verpackungen und andere kurzlebige Produkte verwendet werden. Polymere finden aufgrund ihrer hohen Kosten, Haltbarkeit und überlegenen mechanischen Eigenschaften dieses breite Anwendungsspektrum. Diese Eigenschaften, die sie für die Industrie attraktiv machen, haben aber auch ihre größten Nachteile: Sie sind unter milden Bedingungen schwer zu verarbeiten und können auf biologischem Weg nicht abgebaut werden, reichern sich in den Ökosystemen an und verursachen mehrere Umweltprobleme wie Plastikansammlungen in den Ozeanen und Flüsse. Die Verbrennung von Kunststoffen verursacht Luftverschmutzung, während die Verbreitung in der Umwelt durch die Anhäufung in Fischen zu Tierleid und dem Eintritt in die Nahrungskette führt, was sich direkt auf die menschliche Gesundheit auswirkt. Mikroorganismen und isolierte Enzyme haben gezeigt, dass sie Polymere mit einer heterogenen Polymerkette zersetzen. Enzyme haben den großen Vorteil, unter milden Reaktionsbedingungen zu arbeiten und ermöglichen darüber hinaus eine hohe Reaktionskontrolle. Dies ermöglicht das spezifische schrittweise Rezyklieren, Funktionalisieren und Modifizieren. Im Rahmen dieser Studie wird ein Hochdurchsatz-System namens "Bioactive Microbial Metabolites" (BiMM) am Campus Tulln eingesetzt, um eine große Anzahl von Pilzen für die Produktion von hochaktiven polymermodifizierenden Enzymen zu untersuchen.
Forschungsprojekt aus §26 oder §27 Mitteln
Laufzeit : 2018-04-01 - 2021-03-31

Derzeit gehen große Mengen an Nährstoffen in gelöster Form als Ammonium und Phosphat über das Abwassersystem verloren, obwohl die Primärproduktion von NH3 äußerst energieaufwendig ist und die Rohstoffversorgung bei Phosphor als kritisch angesehen wird. Im Projekt „ReNOx 2.0“ wird ein innovativer Prozess zur simultanen, energie- und kostenschonenden Rückgewinnung von Stickstoff und Phosphor aus biogenen Roh- und Abwässern entwickelt, mit dem die Herstellung von industriell verwertbaren, biobasierten Produkten (Düngerrohstoffe, Entstickungsmittel) möglich ist. Dafür wird ein zeolithbasiertes, hybrides Verfahren („Ionentauscher-Loop-Stripping“; kurz „ILS“) genutzt, welches im Vorgängerprojekt „ReNOx“ entwickelt und bereits erfolgreich an kommunalen Kläranlagen zur Stickstoffrückgewinnung (ausschließlich NH4+) aus Trübwasser eingesetzt wurde. In „ReNOx 2.0“ wird dieses Verfahren zur gleichzeitigen Phosphorrückgewinnung weiterentwickelt („ILSplus“) und zusätzlich auf neue Anwendungsfelder ausgeweitet (Gärreste, Gülle, Deponiesickerwasser, industrielle Abwässer). Nach Abschluss des Projektes sollen die Grundlagen für eine zukünftige Vermarktung von kompakten Nachrüstanlagen zur wirtschaftlichen Rückgewinnung und industriellen Verwertung von überschüssigem NH4+ und (PO4)3- aus bisher nicht genutzten Quellen vorhanden sein.

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