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Beim Ausbau nachhaltiger, regenerativer Energieversorgung hat die Umwandlung von organischer Biomasse in Biogas ein großes Potential. Der zugrundeliegende, komplexe biologische Prozess wird noch immer unzureichend verstanden und bedarf systematischer Untersuchungen der Prozessparameter, um einen hohen Ertrag bei guter Gasqualität zu ermöglichen. Die Fragestellungen zur Entschlüsselung des Prozesses sind sowohl verfahrenstechnischer als auch mikrobiologischer Natur. Aus mikrobiologischer Sicht ist die Kenntnis der tatsächlich beteiligten prozesstragenden Mikroorganismen von erheblicher Bedeutung, aus verfahrenstechnischer Sicht die Kenntnis der physikalischen und chemischen Faktoren, welche die mikrobiologischen Prozesse und kontrollieren. Im Zusammenspiel aller dieser Parameter wird die Biogasbildung befördert oder behindert, bis zum Abbruch des Prozesses.
Eine mögliche Kontrollmethode ist die Messung der metabolischen Aktivität prozesstragender Organismen.
Diese soll, beruhend auf fundierten Prozessdaten, gewonnen durch eine Parallelanlage, mit einem lichtadressierbaren potentiometrischen Sensor-System (LAPS) realisiert werden. Dieser Sensor ist in der Lage, pH-Wert-änderungen zu detektieren, die durch den Stoffwechsel der auf dem Chip immobilisierten Organismen hervorgerufen werden, um eine Online-Überwachung von Biogasanlagen zu ermöglichen.
Macroporous silicon has been etched from n-type Si, using a vertical etching cell where no rear side contact on the silicon wafer is necessary. The resulting macropores have been characterised by means of Scanning Electron Microscopy (SEM). After etching, SiO₂ was thermally grown on the top of the porous silicon as an insulating layer and Si₃N₄ was deposited by means of Low Pressure Chemical Vapour Deposition (LPCVD) as transducer material to fabricate a capacitive pH sensor. In order to prepare porous biosensors, the enzyme penicillinase has been additionally immobilised inside the porous structure. Electrochemical measurements of the pH sensor and the biosensor with an Electrolyte/Insulator/Semiconductor (EIS) structure have been performed in the Capacitance/Voltage (C/V) and Constant capacitance (ConCap) mode.
Trace metal determination by dc resistance changes of microstructured thin gold film electrodes
(1999)
Optimization of passivation layers for corrosion protection of silicon-based microelectrode arrays
(2000)
Light-addressable potentiometric sensors (LAPS) are field-effect-based sensors. A modulated light source is used to define the particular measurement spot to perform spatially resolved measurements of chemical species and to generate chemical images. In this work, an organic-LED (OLED) display has been chosen as a light source. This allows high measurement resolution and miniaturisation of the system. A new developed driving method for the OLED display optimised for LAPS-based measurements is demonstrated. The new method enables to define modulation frequencies between 1 kHz and 16 kHz and hence, reduces the measurement time of a chemical image by a factor of 40 compared to the traditional addressing of an OLED display.