Anzeige

Alternative Energieerzeugung: Brennstoffzelle aus Mikroorganismen
Grüner Strom aus trüber Gülle

Deutschen Forschern ist es gelungen, eine Bio-Brennstoffzelle zu entwickeln, die in Kläranlagen mithilfe von Bakterien Energie aus organischen Stoffen erzeugt. Gleichzeitig wird dabei ein Teil des Abwassers gereinigt. Die erste Testanlage ist seit Ende 2016 in Goslar in Betrieb.

Abbildung: CUTEC-Institut

Auf der ganzen Welt arbeiten Forscher an der Entwicklung von mikrobiellen Brennstoffzellen, einer Technologie, die einen weiteren Beitrag zur Energiewende leisten könnte.

In Zusammenarbeit mit dem Clausthaler Umwelttechnik-Institut GmbH (Cutech GmbH) haben nun Wissenschaftler des Instituts für Ökologische und Nachhaltige Chemie der TU Braunschweig mit der Bio-Brennstoffzelle eine neue Technologie zur Stromgewinnung entwickelt.

Das Forschungsprojekt BioBZ wird im Zuge der Maßnahme des Bundesministeriums für Bildung und Forschung „Zukunftsfähige Technologien und Konzepte für eine energieeffiziente und ressourcenschonende Wasserwirtschaft (ERWAS)“ gefördert.

Die theoretischen Laborerkenntnisse werden zurzeit in der Praxis in Niedersachen getestet. In Goslar steht ein Container mit einer speziellen Brennstoffzelle, durch die das Abwasser strömt. Die Leistungsfähigkeit der BioBZ soll beim Demonstrationsbetrieb anhand technischer, ökonomischer und ökologischer Bewertungen nachgewiesen werden.

Biofilm aus Bakterien

Die Bio-Brennstoffzelle ist der Wissenschaft seit 100 Jahren bekannt. Brauchbare Forschungsergebnisse gab es jedoch lange nicht. Erst in den vergangenen Jahren hat es deutliche Fortschritte gegeben.

Die neu entwickelte Technologie in Kläranlagen leistet mehr als eine herkömmliche Brennstoffzelle. Diese wandelt chemische Energie, meist aus Wasserstoff, in Strom um. Bei der Bio-Brennstoffzelle werden Mikroorganismen als Biokatalysatoren genutzt, um elektrische Energie durch biologischen Teilabbau organischer Abwasserinhaltsstoffe zu erzeugen.

Auf die Zugabe von Stimulatoren für die Mikroorganismen wird verzichtet. Im Abwasser befinden sich hauptsächlich metallreduzierende Bakterien. Durch Verwertung und Abbau von Abfallstoffen stillen diese ihren Energiebedarf. Die dabei erzeugten Elektronen werden an Elektroden übertragen, so dass Strom fließt. Mithilfe besonderer Proteine in ihren Zellmembranen docken sie sich an die Elektroden an. Mit anderen Bakterien bilden sie einen Biofilm.

Kläranlagen als Stromkraftwerke

Die Wissenschaftler sind davon überzeugt, dass Bio-Brennstoffzellen dazu beitragen können, dass die Kläranlage der Zukunft Energie einsparen, aber auch überschüssigen Strom in das Energienetz einspeisen wird.

Kläranlagen gelten heute als die größten Stromverbraucher der Kommunen. Durch die direkte Stromerzeugung sowie die daraus resultierende Reduzierung des Belüftungsenergieaufwands könnten kommunale Abwasserbehandlungsanlagen in regenerative Energiequellen umgewandelt werden.

Im Rahmen von ERWAS fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung zwölf Verbundprojekte, die im zweiten Quartal 2014 gestartet sind, mit einem Fördervolumen in Höhe von 27 Millionen Euro.

Fotto Mitte rechts: Kläranlage in Coerde, Münster (Bild: Günter Seggebäing, CC BY-SA 3.0)

Foto Mitte links: Funktionsprinzip der bio-elektrochemischen Brennstoffzelle (Abbildung: CUTEC-Institut)

Kommentare

botMessage_toctoc_comments_926
Anzeige

Nachrichten zum Thema

+++ News +++ Präsenzmesse Gelungener Neustart

Vom 6. bis 8. Oktober 2021 fand in München unter der Dachmarke „The smarter E Europe Restart“ die 30. Auflage der Intersolar Europe statt.

Weiter lesen

Neue Produkte Sicherer Adapter

Der Mobility Dock fungiert als mobile Ladestation. Das platzsparende Gerät erlaubt in Kombination mit Typ-2-Kabeln das Laden an einer Haushaltssteckdose.

Weiter lesen

Das Bundeskartellamt hat einen Bericht zur Ladeinfrastruktur in Deutschland veröffentlicht. Darin mahnt es einen stärkeren Wettbewerb beim Ladestrom für Elektrofahrzeuge an.

Weiter lesen

+++ News +++ Klimaneutralität als Ziel 69 deutsche Unternehmen fordern Klima-Offensive

Bei der Bildung einer neuen Bundesregierung soll der Klimaschutz ganz oben auf der Agenda stehen, fordern 69 deutsche Konzerne aus allen Schlüsselsektoren der Wirtschaft – darunter Schneider Electric und Thyssenkrupp.

Weiter lesen

Sachsen ist das einzige Bundesland, in dem im ersten Halbjahr 2021 noch keine einzige neue Windenergieanlage errichtet wurde, gleichzeitig wurden zwölf Anlagen mit einer Leistung von insgesamt 6 MW abgebaut.

Weiter lesen
Anzeige