3D-Druck von Bioreaktoren im Rahmen des Projekts – BioElectroCathode
Das Projekt BioElectroCathode zielt darauf ab, Biokatalysatoren für die biologische Elektrosynthese zu entwickeln, indem neue Kathoden und ein Baffle-Reaktor für die biologische 3D-Elektrosynthese hergestellt werden. Sie kann CO2 in Methan und/oder in Ethanol umwandeln. 3D-Drucker von Omni3D tragen zu diesem innovativen Projekt bei.
Was leisten Bioreaktoren und wie funktionieren sie?
BioElectroCathode ist ein innovatives Projekt, das darauf abzielt, die 3D-Drucktechnologie zur Herstellung elektrochemischer Bioreaktoren zu nutzen und Methoden zur Herstellung der für den Bioelektrosyntheseprozess erforderlichen Kathoden zu entwickeln. Wir haben bereits in dem Artikel BioElectroCathode project – Biokraftstoffe dank 3D-Drucker darüber geschrieben. Der 3D-gedruckte Bioreaktor schafft optimale Bedingungen für die Entwicklung von Bakterien, die, angeregt durch eine geringe elektrische Ladung, die durch die Kathode fließt, CO2 in Methan oder Ethanol umwandeln. Der so erzeugte Energieträger kann gespeichert, verteilt und z. B. als Kraftstoff in Erdgasfahrzeugen verwendet werden.
Welche Techniken wurden zum Drucken der Bioreaktoren verwendet?
Im Rahmen des BioElectroCathode-Projekts verwendet Omni3D FFF-Technologien zum Drucken von Bioreaktoren. Für den Druck wurden leicht verfügbare thermoplastische Materialien getestet, die in Zukunft für die massenhafte, energieeffiziente und stabile Herstellung von Bioreaktoren im Inkrementverfahren eingesetzt werden sollen. Nach vielen Tests verwenden wir ABS und PA CF-Material für den Druck und die Ausdrucke werden auf unserem Factory 2.0 NET-Industriedrucker hergestellt. Die Bioreaktoren sind so konzipiert, dass sie ohne Träger gedruckt werden können. Dadurch und durch die Verwendung einer höheren Druckschicht von 0,3 mm wird die Produktionszeit eines Bioreaktors erheblich verkürzt. Der 3D-Druck ermöglichte zahlreiche Änderungen und Verbesserungen des Designs. Durch Veränderung der Designparameter einzelner Reaktorelemente wie Form, Dicke, Füllstand und Aufbau der gedruckten Vorrichtung kann die Funktionsweise des Bioreaktors verbessert werden.
Welche Vorteile bietet die 3D-Drucktechnologie?
Die 3D-Drucktechnologie ist den traditionellen Fertigungsmethoden in vielerlei Hinsicht überlegen. Mit dem 3D-Druck können Sie die geometrisch komplexesten Objekte entwerfen und herstellen, und im Vergleich zu anderen Verfahren gibt es nur sehr wenige Einschränkungen bei der Gestaltung. Dank der 3D-Drucker können wir in kürzester Zeit einen Prototyp herstellen und ihn mehrfach verändern. In Anbetracht der Vorteile der inkrementellen Technologien, die in der Beseitigung menschlicher Fehler und der Verkürzung der kostspieligen, zeitaufwendigen und mehrteiligen Produktion des Bioreaktors bestehen, wurde der Entwurfs- und Testprozess erheblich gestrafft, während gleichzeitig die Freiheit der Entwurfsänderungen erhöht wurde. Aufgrund der Individualität und des geometrisch komplexen Designs, das viele Anforderungen erfüllen muss, ist die Herstellung von Bioreaktoren mit einem anderen Verfahren wesentlich komplizierter.
Das Projekt BioElectroCathode wird im Rahmen der folgenden Partnerschaft durchgeführt:
- das Forschungs- und Innovationszentrum Pro-Academy (Polen)
- OMNI3D Sp. z o.o. (Polen)
- Technische Universität von Zypern (Zypern)
- ENERES CPM Ltd (Zypern).