Im Zuge eines weltweit stetig wachsenden Energiebedarfs kann Biogas aus Biomasse einen entscheidenden Beitrag zur nachhaltigen Energieversorgung leisten. Die Gewinnung von Biogas durch anaerobe Vergärung organischer Stoffe durch verschiedene Gruppen von Mikroorganismen ist ein sensibler, 4-stufiger Prozess, der eine zuverlässige und kontinuierliche Überwachung benötigt, um stabile Prozessbedingungen und somit auch die Wirtschaftlichkeit von Biogasanlagen zu gewährleisten. Als Indikator für eine Prozessstörung wird bislang die Konzentration flüchtiger, organischer Fettsäuren (z.B. Acetat, Propionat etc.) angesehen; anderen zentralen Intermediaten der „Methanogenese“, der 4. Stufe des Biogasprozesses, wird in der Regel weniger Aufmerksamkeit geschenkt, obwohl eine schnelle, sensorbasierte Erfassung dieser Zwischenprodukte vor Ort die Prozesssteuerung positiv beeinflussen würde.
Genau mit dieser Thematik beschäftigte sich Johanna Pilas in Ihrer Doktorarbeit, die sie am
23. März 2020 an der Philipps-Universität in Marburg erfolgreich verteidigte, und entwickelte ein „Elektrochemisches, enzymbasiertes Biosensorarray für das Monitoring von organischen Säuren und Ethanol in Biogasprozessen“. Mit diesem neuartigen Biosensorsystem kann die Detektion von vier verschiedenen Analyten / Intermediaten des Prozesses simultan erfolgen. Im Rahmen dieser Arbeit wurde das Testsystem dann auch als reagenz-freies Biosensorsystem weiterentwickelt, um es auf Einweg-Testreifen zukünftig zum Monitoring von Biogasanlagen vor Ort nutzen zu können.
Die Promotion wurde in enger Kooperation zwischen dem Institut für Nano- und Biotechnologien (INB) der FH Aachen und der Philipps-Universität Marburg durchgeführt. Betreut wurde sie von Prof. Dr. Michael J. Schöning (INB, FH Aachen) und Prof. Dr. Michael Keusgen (Pharmazeutische Chemie, Philipps-Universität Marburg). Als weitere Prüfer waren Prof. Dr. Shu-Ming Li (Pharmazeutische Biologie und Biotechnologie, Philipps-Universität Marburg) und Prof. Dr. Marcus Baumann (Rektor der FH Aachen) bei der erfolgreichen Disputation anwesend.
Wir gratulieren herzlich und wünschen Frau Dr. Johanna Pilas für Ihre wissenschaftliche Zukunft auch weiterhin viel Erfolg!