Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Biobrennstoffzelle im Kleinformat läuft mit Alkohol

24.01.2005


Amerikanische Wissenschaftler haben eine Biobrennstoffzelle im Kleinformat entwickelt: Der Prototyp ist nur drei Zentimeter lang und läuft statt mit Wasserstoff mit Ethanol. Möglich wird dies durch den Einsatz von Enzymen, die als biologische Katalysatoren fungieren.



Bereits vor zwei Jahren hatte die Arbeitsgruppe von der Universität von Saint Louis mit einer funktionstüchtigen Biobrennstoffzelle Schlagzeilen gemacht, die mit dem Alkohol Ethanol betrieben wird. In einem solchen System laufen im Prinzip dieselben chemischen Reaktionen ab wie in einer herkömmlichen Zelle: Der im Ethanol enthaltene Wasserstoff reagiert an einer hauchdünnen Membran mit dem Sauerstoff der Luft zu Wasser. Doch statt anorganische Katalysatormaterialien wie Platin halten in einer Biobrennstoffzelle Enzyme die chemische Reaktion am Laufen. Ähnliche organische Verbindungen sind beispielsweise auch dann aktiv, wenn in lebenden Zellen Alkohol umgesetzt und abgebaut wird.

... mehr zu:
»Biobrennstoffzelle »Enzym »Ethanol


Diese Enzyme sind jedoch sehr sensibel: Sie arbeiten nur bei bestimmten Temperaturen und Säuregraden und bauen sich schnell ab. Die amerikanischen Wissenschaftler statteten die Brennstoffzellen daher mit einem porösen Kunststoffmaterial aus, das den Enzymen günstige "Lebensbedingungen" bot. So konnte die Brennstoffzelle ihre Leistungsfähigkeit über Wochen hinweg beibehalten. Prototypen eines solchen Systems liefen nicht nur mit reinem Ethanol, sondern auch mit Wodka, Gin, Weißwein und sogar mit abgestandenem Bier.

Nun haben die Entwickler ihr System soweit verkleinert, dass es auf einem nur wenige Quadratzentimeter großen Chip Platz findet. Der Alkohol fließt dabei durch einen drei Zentimeter langen und 0,2 Millimeter breiten Kanal, der mit einem Anodenmaterial aus Kohlenstoff ausgekleidet ist. Bedeckt ist der Kanal mit einer Membran, an die die Enzyme gebunden sind. In ihren Versuchen ließen die Forscher die winzige Menge von einem Millionstel Liter Ethanol pro Minute durch den Kanal fließen, was etwa einem Verbrauch von einem Schnapsglas pro Woche entsprach.

Entsprechend gering war auch die mit dieser Brennstoffzelle erzeugte elektrische Leistung: Pro Quadratzentimeter maßen die Entwickler eine Stromstärke von 53 Mikroampere bei einer Spannung von 0,34 Volt. Damit ist das System zwar noch weit von einem praktischen Einsatz entfernt. Dennoch sehen die Wissenschaftler Anwendungen für ihre Biobrennstoffzellen. Sie könnten beispielsweise als Energielieferanten für Analysegeräte im Miniformat dienen, die auf einem Chip untergebracht sind.

Ulrich Dewald | Initiative Brennstoffzelle
Weitere Informationen:
http://www.initiative-brennstoffzelle.de

Weitere Berichte zu: Biobrennstoffzelle Enzym Ethanol

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Forscher entwickeln effizientere Systeme für Brennstoffzellen und Kraft-Wärme-Kopplung
19.04.2017 | EWE-Forschungszentrum für Energietechnologie e. V.

nachricht Forscher entwickeln Elektrolyte für Redox-Flow-Batterien aus Lignin aus der Zellstoffherstellung
18.04.2017 | Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Im Focus: Making lightweight construction suitable for series production

More and more automobile companies are focusing on body parts made of carbon fiber reinforced plastics (CFRP). However, manufacturing and repair costs must be further reduced in order to make CFRP more economical in use. Together with the Volkswagen AG and five other partners in the project HolQueSt 3D, the Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) has developed laser processes for the automatic trimming, drilling and repair of three-dimensional components.

Automated manufacturing processes are the basis for ultimately establishing the series production of CFRP components. In the project HolQueSt 3D, the LZH has...

Im Focus: Wonder material? Novel nanotube structure strengthens thin films for flexible electronics

Reflecting the structure of composites found in nature and the ancient world, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have synthesized thin carbon nanotube (CNT) textiles that exhibit both high electrical conductivity and a level of toughness that is about fifty times higher than copper films, currently used in electronics.

"The structural robustness of thin metal films has significant importance for the reliable operation of smart skin and flexible electronics including...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

„Microbiology and Infection“ - deutschlandweit größte Fachkonferenz in Würzburg

25.04.2017 | Veranstaltungen

Berührungslose Schichtdickenmessung in der Qualitätskontrolle

25.04.2017 | Veranstaltungen

Forschungsexpedition „Meere und Ozeane“ mit dem Ausstellungsschiff MS Wissenschaft

24.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

„Microbiology and Infection“ - deutschlandweit größte Fachkonferenz in Würzburg

25.04.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Auf dem Weg zur lückenlosen Qualitätsüberwachung in der gesamten Lieferkette

25.04.2017 | Verkehr Logistik

Digitalisierung bringt Produktion zurück an den Standort Deutschland

25.04.2017 | Wirtschaft Finanzen