Technischer Hintergrund: Mikroorganismen in Biogas-Digestern

Zugegeben: Biogas entsteht durch einen chemischen Prozess, aber die chemischen Reaktionen werden durch Mikroorganismen katalysiert.

Mikroorganismen im Biogasfermenter und ihre Funktion:

• Bakterien zersetzen die langkettigen Substratmoleküle
• Bakterien produzieren so immer kleinere Moleküle (Acetat CH₃ COOH, CO₂ , H₂ )
• Methanogene Archaeen bilden daraus Methan

 

 

Für die methanogenen Archaeen (auch: Methanogene) gibt es zwei chemische Stoffwechselwege, um Methan zu erzeugen:

Acetoclastische Methanogenese	Hydrogenotrophe Methanogenese
Erzeugt aus Acetat: CH3 COOH + H+ → CH4 + CO2 (in Abb.: gelb)	Erzeugt aus H2 und CO2 : CO2 + 4H2 → CH4 + 2 H2 O (in Abb.: blau)
Die acetoklastische Route erfordert lediglich ein Molekül: Acetat (CH3 COOH).	Die hydrogenotrophe Route erfordert fünf Moleküle: 4x H2 + CO2 .
Acetoklastische methanogene Archaeen können direkt Acetat verwerten. Es sind keine anderen Mikroorganismen erforderlich.	Hydrogenotrophe Methanogene sind abhängig von anderen Species, die ihnen den Wasserstoff (H2 ) anreichen: den sogenannten syntrophen Bakterien.
	Die räumliche Nähe von hydrogenotrophen Methanogenen und syntrophen Bakterien ist wichtig für den direkten Inter-Spezies Elektronentransfer (DIET).
Pro Methanmolekül liefert die acetoklastische Route nur ca. ein Viertel der Energie der hydrogenotrophen Methanogenese.	Pro Methanmolekül liefert die hydrogenotrophe Route ca. 4-mal mehr Energie als die acetoklastische Methanogenese.
Die acetoklastische Route ist weniger effektiv als die hydrogenotrophe Methanogenese, aber eher robust.	Die hydrogenotrophe Route ist effektiver als die acetoklastische Methanogenese, aber weniger robust.

 

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