Mikroorganismen als Basis für Brennstoffzellen Energie aus Abwasser ohne Faulprozess

Biofilm auf der Anode (Boden) der Brennstoffzelle: Mit optischer Kohärenztomographie machen Forscher des KIT die mikrobiellen Biofilme sichtbar, die elektrische Energie erzeugen.

Bild: KIT/Michael Wagner
11.12.2017

Für ihr Konzept, aus Abwasseranlagen Strom und Rohstoffe zu gewinnen, erhielten Wissenschaftler des Cutec Umwelttechnik Forschungszentrums den 6. Deutschen Nachhaltigkeitspreis Forschung des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF).

Das Forschungsteam des Cutec Umwelttechnik Forschungszentrum der Technischen Universität Clausthal hat Brennstoffzellen aus Mikroorganismen entwickelt, die bei der Reinigung von Abwasser auf direktem Wege elektrischen Strom und Wasserstoff erzeugen.

Keine Umwege über den Faulprozess

Kernstück der Anlage ist eine bio-elektrochemische Brennstoffzelle (BioBZ), die ohne die bisher üblichen Umwege über den Faulprozess elektrische Energie gewinnen kann. Statt aufwendig über die Faulung des Abwassers und die anschließende Nutzung des anfallenden Faulgases zu arbeiten, braucht die BioBZ lediglich einen Schritt und integriert die Stromerzeugung direkt in den mikrobiellen Abbauprozess der im Wasser enthaltenen Inhaltsstoffe.

Das reduziert den Energieaufwand und erhöht gleichzeitig den Wirkungsgrad der Stromgewinnung sowie der Reinigung. Damit leistet das Konzept zugleich einen Beitrag zur verbesserten Abwasserreinigung.

Im Verbund zum Sieg

Verbundkoordinator ist das Cutec Umwelttechnik Forschungszentrum der TU Clausthal. Zu dem Verbundvorhaben haben auch Wissenschaftler des Engler-Bunte-Instituts am KIT um Professor Harald Horn beigetragen. Sie haben insbesondere den Prozess auf der Oberfläche der Elektroden der BioBZ untersucht.

Die auf den Elektroden aufwachsenden Bakterien lassen sich mit einem innovativen bildgebenden Verfahren, der optischen Kohärenztomographie (OCT) visualisieren. Die OCT wurde in den letzten drei Jahren am EBI so weit entwickelt, dass es inzwischen möglich ist, die Bilddaten direkt zur Prozesssteuerung einzusetzen.

Beim Deutschen Nachhaltigkeitspreis setzte sich das Konzept im Public Voting gegen zwei weitere Forschungsprojekte für einen nachhaltigen Umgang mit Wasser durch. Mehr zu dem Vorhaben erfahren Sie auf der Website zum Projekt BioBZ.

Bildergalerie

  • Staatssekretär Dr. Georg Schütte übergab am 8 Dezember den Nachhaltigkeitspreis für das Projekt BioBZ an Prof. Dr.-Ing. Michael Sievers vom Cutec.

    Staatssekretär Dr. Georg Schütte übergab am 8 Dezember den Nachhaltigkeitspreis für das Projekt BioBZ an Prof. Dr.-Ing. Michael Sievers vom Cutec.

    Bild: Ralf Rühmeier

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