Elektrochemische und physiologische Echtzeitcharakterisierung von elektroaktiven Mikroorganismen auf Einzelzellebene
In diesem Forschungsprojekt werden anaerobe Mikroorganismen kultiviert und anschließend mit einem bereits etablierten mikroskopischen Aufbau analysiert. Dabei wird die bakterielle Physiologie, Biofilmbildung und Einzelzellaktivität untersucht.

Anreicherung, Isolierung und Charakterisierung von neuen elektroaktiven Mikroorganismen aus Umweltproben
Elektroaktive Mikroorganismen können in vielen verschiedenen Lebensräumen gefunden werden und bis jetzt hat sich noch keine ökologische Nische herauskristallisiert. Deshalb soll in dieser Arbeit eine “Screening-Plattform” für elektroaktive Mikroorganismen entwickelt werden. Anschließend soll diese für Reinkulturen und Umweltproben genutzt werden, um neue elektroaktive Mikroorganismen anzureichern, zu isolieren und zu charakterisieren.

Einschätzung der möglichen Nutzung von Mikroorganismen für Bioelektrosynthesen, basierend auf Genomeigenschaften
In dieser Arbeit sollen Mikroorganismen bzw. Ihre Stoffwechselwege mit Hilfe von theoretischen Betrachtungen (Bioinformatik, Datenbanken, usw.) identifiziert werden, die sich möglicherweise für eine Anwendung in bioelektrochemischen Systemen eignen.

Grundlagenforschung über die elektrochemische CO₂-Reduktion für die in situ-Substratbereitstellung in sekundären mikrobiellen elektrochemischen Technologien
In dieser Studie werden verschiedene Elektrodenträgermaterialen aus Metall und Elektrodengeometrien (z. B. 3D-Elektroden) systematisch untersucht. Dazu wird mit ihnen elektrochemisch CO₂ zu C₁-Verbindungen reduziert und es werden charakteristische Prozessparameter bestimmt.

Anaerobe Mischkultur-basierte Produktion von Plattformchemikalien – Untersuchung zu Karbonsäuren-Trennungsverfahren
In diesem Projekt werden anaerobe Mischkulturen kultiviert, um gezielt Karbonsäuren herzustellen. Anschließend werden diese Karbonsäuren mit Hilfe eines flüssig-flüssig Trennverfahrens von der Fermentationsbrühe extrahiert. Dabei wird die anaerobe Mischkultur hinsichtlich Extraktionsmittel-, pH-, Scherkräfte- und Sauerstofftoleranz untersucht.

Ökonomische Machbarkeitsstudie zu mikrobiellen elektrochemischen Technologien am Beispiel von erneuerbaren Dieselkraftstoff-Additiven
Wie wahrscheinlich ist die Einführung von mikrobiellen Bioraffinerien (Umwandlung von nachwachsender Biomasse in Kraftstoff-ähnliche Karbonsäure-Mischungen) in das derzeitige Wirtschaftssystem. Um diese Fragestellung zu beantworten, sollen Marktpreise von Dieselkraftstoff-Additiven (und von Vorstufen) identifiziert werden. Zusätzlich sollen derzeitige Technologien für die Herstellung von Kraftstoffen dem neuartigen elektrochemischen Ansatz gegenübergestellt werden, um deren Konkurrenzfähigkeit zu ermitteln.

Polarographie – eine universelle Messmethode, um die Bioverfügbarkeit von Spurenelementen in mikrobiellen Kulturen zu bestimmen
Die Methode Polarografie (Voltammetrie an einer Quecksilberelektrode) ist sehr gut geeignet, um Seltene-Erden-Metalle und Spurenelemente in mikrobiellen Kulturen zu quantifizieren.

Aktivitätsuntersuchungen von metallreduzierenden Bakterien
Metallreduzierende Bakterien können mit ihrer Fähigkeit extrazellulärer Elektronentransfer (EET) metabolisch generierte Elektronen an feste Elektronenakzetoren in ihrer Umwelt abgeben. Um die Thermodynamik hinter solchen Prozessen aufzuklären, sollen Rein- und Mischkulturen anaerob kultiviert und anschließend in einem Kalorimeter untersucht werden.