LightMe – Solare-Bio-Elektro-Methanisierung

• Forschungsstelle: BFE
• Projektnummer: SI/502731

Kurzbeschreibung (Deutsch)

In diesem Projekt wird die Bioelektische Methanisierung mit Sonnenlicht entwickelt. Die Arbeiten basieren auf der Anwendung der neuen Technologie der Solaren Mikrobiellen Elektrolyse. Diese wird hier die Produktion von Bio-Methan in höheren Ausbeuten ermöglichen, als dies mit der herkömmlichen Biogasproduktion möglich ist. Im Rahmen der Integration von Sonnenlicht in bioelektrische Systeme wird erstmals die Biogasproduktion in diesem Sinne untersucht. Es wird gezeigt, inwieweit Anoden und Kathoden in solchen Systemen funktionieren, wenn Licht als zusätzliche Energie neben der mikrobiellen Energie genutzt wird. Die Arbeiten umfassen die Anwendung von mikrobiellen Reinkulturen, um Modelprozesse zu überprüfen und grundlegende Daten für das Studium der Prozesse zu erhalten. Diese Verfahren werden für die Solare Methanisierung mit Klärschlamm unter realen Bedingungen eingesetzt.

Kurzbeschreibung (Englisch)

This project will develop bioelectric methanisation using solar light. The work is based on the application of the new technology of solar microbial electrolysis. This enables the production of biomethane with higher yields than conventional biogas production. In the context of the integration of solar light into bioelectric systems, biogas production is investigated in this sense for the first time. It will be shown to what extent anode and cathode function in such systems when light is used as an additional energy source in addition to microbial energy. The work includes the use of microbial cultures to verify model processes and to obtain data for the study of the processes. These processes will be applied to the solar methanisation of sewage sludge under real conditions.

Kurzbeschreibung (Französisch)

Ce projet vise à développer la méthanisation bioélectrique à l'aide de la lumière solaire. Les travaux s'appuient sur l'application de la nouvelle technologie d'électrolyse microbienne solaire. Celle-ci permettra ici de produire du biométhane avec des rendements supérieurs à ceux obtenus par la production traditionnelle de biogaz. Dans le cadre de l'intégration de la lumière solaire dans les systèmes bioélectriques, la production de biogaz est étudiée pour la première fois sous cet angle. Il s'agit de montrer dans quelle mesure les anodes et les cathodes fonctionnent dans de tels systèmes lorsque la lumière est utilisée comme source d'énergie supplémentaire en plus de l'énergie microbienne. Les travaux comprennent l'utilisation de cultures microbiennes pures afin de valider des processus modèles et d'obtenir des données fondamentales pour l'étude de ces processus. Ces procédés sont utilisés pour la méthanisation solaire à partir de boues d'épuration dans des conditions réelles.

Publikationen / Ergebnisse (Deutsch)

In diesem Projekt wird die bioelektrische Methanisierung durch direkte Lichtbestrahlung untersucht. Die Arbeit basiert auf der sogenannten solaren mikrobiellen Elektrolyse bzw. Synthese. Dadurch wird Biomethan mit höheren Erträgen als bei der herkömmlichen Biogasproduktion produziert. Es ist das erste Mal, dass die Integration von Solarlicht in bioelektrische Systeme im Kontext der Biogasproduktion untersucht wird. Demonstriert wird, inwieweit Anode und Kathode in solchen Systemen funktionieren, wenn Licht als zusätzliche Energiequelle zur Ergänzung der mikrobiellen Energie genutzt wird. Die Arbeit umfasst die Verwendung mikrobieller Kulturen zur Verifikation von Modellprozessen und zur Gewinnung von Daten für die Prozessanalyse. Diese Methoden werden in der Endphase zur solaren Methanisierung von Abwasserschlamm unter realen Bedingungen angewandt. Um den Umfang der Aufgabe präziser bewerten zu können, wird eine Literaturrecherche durchgeführt, die die Einzelheiten der Anoden- und Kathodenprozesse umfasst. Die Experimente werden in einer zweikammerigen mikrobiellen Elektrolyse-/Elektrosynthesezelle durchgeführt.

Publikationen / Ergebnisse (Englisch)

This project will facilitate the development of bioelectric methanisation through direct light irradiation. The work is based on a new technology known as solar microbial electrolysis, or synthesis. This will result in the production of biomethane with higher yields than in conventional biogas production. This is the first time that the integration of solar light into bioelectric systems is investigated in the context of biogas production. The extent to which the anode and cathode function in such systems when light is used as an additional energy source to complement microbial energy will be demonstrated. The work includes using microbial cultures to verify model processes and obtain data for process analysis. These methods will be applied in the final stage to solar methanisation of sewage sludge under real conditions. To assess the scope of the task more precisely, literature research is conducted that encompasses the specifics of the anode and cathode processes. Experiments will be performed in a dual-chambered microbial electrolysis/electrosynthesis cell.

Zugehörige Dokumente

• Interim report 2026_english [PDF] 736 kB

Publikationen / Ergebnisse (Französisch)

Ce projet étudie la méthanisation bioélectrique par irradiation lumineuse directe. Les travaux s'appuient sur ce que l'on appelle l'électrolyse ou la synthèse microbienne solaire. Ce procédé permet de produire du biométhane avec des rendements supérieurs à ceux de la production traditionnelle de biogaz. C'est la première fois que l'intégration de la lumière solaire dans des systèmes bioélectriques est étudiée dans le contexte de la production de biogaz. Il s'agit de démontrer dans quelle mesure l'anode et la cathode fonctionnent dans de tels systèmes lorsque la lumière est utilisée comme source d'énergie supplémentaire pour compléter l'énergie microbienne. Ce travail comprend l'utilisation de cultures microbiennes pour la vérification des processus modélisés et pour l'acquisition de données destinées à l'analyse des processus. Ces méthodes seront appliquées lors de la phase finale de la méthanisation solaire des boues d'épuration dans des conditions réelles. Afin de pouvoir évaluer plus précisément l'étendue de la tâche, une recherche bibliographique est menée, qui couvre les détails des processus anodiques et cathodiques. Les expériences sont réalisées dans une cellule d'électrolyse/électrosynthèse microbienne à deux compartiments.