Neue Umweltstämme zur Herstellung von Bioziden

Eine Studie belegt die Eignung neuer Umweltstämme für die Herstellung von Biozement. Ihr Erstautor, Dimitrios Terzis, ist Forscher an der EPFL und Mitbegründer des Start-up-Unternehmens Medusoil. Seit 2024 stellt das Start-up-Unternehmen seine nachhaltigen Bindemittel im Kanton Waadt her.

"Die Grundlagenforschung weiterzuführen ist für mich wesentlich", sagt Dimitrios Terzis gleich zu Beginn. Er ist Bauingenieur am Labor für Bodenmechanik der EPFL und Mitbegründer von Medusoil, einem Start-up-Unternehmen, das sich auf die Herstellung von nachhaltigen Bindemitteln spezialisiert hat, die mit Biozid vergleichbar sind. In einer Studie, die in der Zeitschrift Scientific Reports veröffentlicht wurde, analysierten der Forscher und ein Team der Fachhochschule der italienischen Schweiz 50 verschiedene Bakterienstämme aus einem landwirtschaftlichen Gebiet im Tessin.

Dieses Land, das von Milchkühen bewohnt wird, erwies sich aufgrund des Vorhandenseins von Kalzium als besonders interessant für die Herstellung des Biozims von Medusoil. Der Biozid aus dem Start-up wird durch die Beschleunigung eines natürlichen Prozesses hergestellt, wenn Enzyme einen natürlichen Zement, Calcit, absondern. Dieser entsteht aus dem von Bakterien produzierten Carbonat,e, das sich mit Kalzium verbindet.

Im Rahmen der Studie wurden die für die Herstellung dieses Biozids relevantesten endemischen Stämme identifiziert, d. h. solche, die Karbonat produzieren und gedüngt werden können. Das so entstandene Bakterienmedium wurde zur Infiltration einer 1,5 Meter hohen Sandsäule verwendet. Nach 24 Stunden Infiltration wies die Säule eine ausreichende Festigkeit auf, um ihr Gewicht zu tragen und für verschiedene geotechnische und geo-ökologische Zwecke, wie z.B. Erosionsschutz, eingesetzt zu werden. Die Forschung zeigt auch, dass eine Optimierung der Produktionskosten um 40% mit solchen Stämmen erreicht werden könnte.

Ein Paradigmenwechsel

Seit mehr als 7 Jahren entwickelt Medusoil Bindemittel, deren CO₂ mindestens 55% geringer ist als die von herkömmlichem Zement, der seinerseits aus 80% Kalkstein und 20% Ton besteht, die bei sehr hohen Temperaturen gebrannt werden. Nach dem Auftragen kannder Biozement für eine Vielzahl von geotechnischen und bautechnischen Anwendungen eingesetzt werden, z. B. zur Befestigung von Dämmen und Böden, die der Winderosion ausgesetzt sind, aber auch an Orten, die für Erdrutsche, Erdbeben oder schweren Straßenverkehr anfällig sind. In einem letzten Schritt kann dieser Biozid wiederverwendet werden, er fördert also die Kreislaufwirtschaft. Die in Scientific Reports veröffentlichte Studie erinnert daran, dass dieses natürliche Herstellungsverfahren das Potenzial hat, in großem Maßstab angewendet zu werden und der Baubranche zu einem Paradigmenwechsel in Sachen Nachhaltigkeit zu verhelfen.

Fabrik für die Produktion

Das Start-up-Unternehmen hat 2024 einen weiteren Schritt zur Erreichung dieses Ziels unternommen und eine Produktionsanlage in Molondin, in der Region Yverdon-les-Bains, eingeweiht. "Mit unserer Produktionskapazität von 400’000 Litern Biozimt pro Jahr können wir beispielsweise 5 Kilometer Flussufer gegen Erosion stabilisieren", veranschaulicht Vincent Laurençon, Betriebsleiter von Medusoil. Eine mobile Fabrik vervollständigt das System, um lokale Rohstoffe zu verwenden. Die Anlage, die mit LKWs transportiert werden kann, hat bereits dazu beigetragen, Straßen in Rumänien zu befestigen. Das Start-up stützt seine Entwicklung weiterhin auf Spitzenforschung und führt in diesem Jahr Projekte in Frankreich, im Nahen Osten und in den Niederlanden durch.

Referenzen

Dimitrios Terzis, Camilla Perego, Margherita Cappa, Elisa Pianta, Federica Mauri, Pamela Principi, "Biocementation beyond the Petri dish, scaling up to 900 L batches and a meter-scale column", Scientific Reports, 24 January 2025. https://doi.org/10.1038/s41598-025-87074-9