3D Ansicht eines Isobutanol-Moleküls
Ethanol ist ein vielversprechender Biokraftstoff, besitzt jedoch zwei
wesentliche Nachteile. Es zieht Wasser an und kann dadurch korrosiv wirken,
und es hat eine niedrigere Energiedichte als Benzin. Butanol/Isobutanol ist
wie Ethanol ein Alkohol, besitzt allerdings zwei Kohlenstoffatome mehr als
Ethanol. Zudem besitzt es gegenüber Ethanol einige chemisch-physikalische
Vorteile: Isobutanol hat eine höhere Energiedichte, einen niedrigeren
Dampfdruck und einen höheren Flammpunkt. Isobutanol ist schlechter mit
Wasser mischbar und viel weniger korrosiv; deshalb kann es auch über die
existierende Infrastuktur vertrieben werden (Pipelines und Tankstellen). Es
kann problemlos als Kraftstoff für Ottomotoren eingesetzt werden oder aber
auch mit Diesel vermischt in Dieselmotoren verwendet werden.
Butanol konnte bisher biotechnologisch nur durch Fermentation von
Zuckern mit anaeroben Bakterien produziert werden. Diese Herstellung ist
jedoch recht kompliziert und nicht rentabel. Im Rahmen des
Re2alko-Projektes wurden an der Universität Frankfurt nun Hefen
entwickelt, die neben Ethanol auch Isobutanol produzieren (Brat et al.
2012:
www.biotechnologyforbiofuels.com).
Obwohl die bisher erreichten Ausbeuten relativ gering sind, bieten sich
noch vielversprechende Optimierungsansätze an. So soll in
weiterführenden Arbeiten die Ethanolbildung der Hefen komplett
abgeschaltet werden und die Hefen zusätzlich mit den Stoffwechselwegen
zur Pentosevergärung ausgestattet werden. Dieses sollte dann zu durchaus
rentablen Isobutanolausbeuten aus Lignozellulose-haltigen Reststoffen
führen. Mit diesen Hefen könnte dann ein optimierter, alternativer
Biokraftstoff-Produktionsprozess entwickelt werden. Dafür könnten
bereits bestehende Ethanolproduktionsanlagen relativ einfach auf die
Produktion von Isobutanol umgerüstet werden.