Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Doppelte Power aus Bakterien

01.10.2015

Freiburger Wissenschaftler arbeiten an einem innovativen Verfahren, um aus Abwasser Strom zu erzeugen – mithilfe von Bakterien. Mit diesem Verfahren, dessen Entwicklung durch die Baden-Württemberg Stiftung finanziert wird, stoßen die beiden Wissenschaftler, Joana Danzer und Dr. Sven Kerzenmacher, sowohl national als auch international auf großes Interesse.

Mit ein paar Tricks lassen sich Bakterien im Abwasser als Energieerzeuger nutzen: Manche Mikroorganismen sind nämlich in der Lage, Elektronen von den organischen Bestandteilen des Abwassers auf die Anode einer mikrobiellen Brennstoffzelle zu übertragen. Von dort aus wandern die Elektronen weiter zur Kathode und es fließt elektrischer Strom. Besonders effizient läuft das Ganze ab, wenn die Anode gleichzeitig als Filter dient, der die Keime aus dem Wasser entfernt.

Eine solche optimierte mikrobielle Brennstoffzelle entwickelt Joana Danzer vom Institut für Mikrosystemtechnik der Universität Freiburg in ihrer Doktorarbeit. Am 3. Oktober wird sie dieses Konzept auf der internationalen Tagung „International Society for Microbial Electrochemistry and Technology (ISMET)“ in Tempe/Arizona vorstellen. Für ihre Teilnahme an der Konferenz erhielt die junge Ingenieurin einen „ISMET abstract award“, der die Gebühren für die Registrierung und die Übernachtung am Tagungsort umfasst.

Auf die Idee, das Anodenmaterial einer mikrobiellen Brennstoffzelle gleichzeitig als Bakterienfilter zu nutzen, kam Joana Danzer 2012 gemeinsam mit ihrem Betreuer Dr. Sven Kerzenmacher. „Dies macht die Bakterienfiltration, die in immer mehr moderne Kläranlagen zum Einsatz kommt, weniger energieintensiv“, weist Danzer auf den entscheidenden Vorteil der Innovation hin.

„Indem man einen Teil der zur Abwasserbehandlung benötigten Energie während der Filtration mit derselben Struktur gewinnt, schlägt man zwei Fliegen mit einer Klappe.“ Finanziert werden die Forschungsarbeiten der Freiburger Wissenschaftler durch die Baden-Württemberg Stiftung im Rahmen des Programms Umwelttechnologieforschung. Zusammen mit der Universität Freiburg hat die Stiftung das Konzept im Jahr 2013 zum Patent angemeldet und ein Jahr später für Deutschland bereits die entsprechenden Schutzrechte erhalten.

Ebenfalls im Jahr 2014 ist den Wissenschaftlern der Nachweis gelungen, dass das Verfahren im 5 Liter-Maßstab funktioniert. Sie testeten das Konzept mit synthetischem Kulturmedium, dem Bodenbakterium Geobacter sulfurreducens und einer Anode aus porösem Edelstahl. Im Vergleich zu einer herkömmlichen, biofilmbasierten Brennstoffzelle konnten sie den Stromfluss an der filtrationsaktiven Anode um das 3,6fache steigern.

Im nächsten Schritt optimieren die Wissenschaftler nun ihre Innovation für die Anwendung mit echtem Abwasser. Da die Brennstoffzelle mit einer Anode aus porösem Edelstahl für eine kommerzielle Nutzung zu teuer wäre, testen sie parallel verschiedene alternative Materialien mit dem Ziel, eine wirtschaftlich tragfähige Anode zu entwickeln. Als Einsatzorte für die filtrationsaktive mikrobielle Brennstoffzelle kämen dann vor allem Kläranlagen von Industriebetrieben oder auch Kreuzfahrtschiffen infrage, die eine eigene Abwasseraufbereitung durchführen.

Für ihre Arbeiten ist Joana Danzer im Oktober 2014 bereits mit dem f-Cell Award in der Kategorie „Science“ ausgezeichnet worden, den das Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg gemeinsam mit der Wirtschaftsförderung Region Stuttgart GmbH jedes Jahr ausschreibt.

Die Einladung, das Projekt auf der ISMET-Tagung vorzustellen, bedeutet für Danzer eine weitere Honorierung ihrer Forschungsbemühungen: „Ich freue mich sehr, dass die Idee sowohl in der Welt herkömmlicher Brennstoffzellen als auch im Bereich der Bioelektrochemie Anklang findet. Damit erhöhen sich die Chancen, dass auch andere Forscher an dem Thema weiterarbeiten und dass es uns schneller gelingt, die Technologie aus dem Labor in die Anwendung zu bringen.“
Hinweis:
Lesen Sie hier (http://issuu.com/bw-stiftung/docs/bws_14006_perspektive_02_2014_rz_we/40?e=43128...) ein Interview mit den beiden Wissenschaftlern in unserem Magazin Perspektive Baden-Württemberg.
Mehr Informationen sowie das Programm zur ISMET-Tagung finden Sie hier: http://www.ismet2015.org/program.html

Stiftungsprofil:
Die Baden-Württemberg Stiftung setzt sich für ein lebendiges und lebenswertes Baden-Württemberg ein. Sie ebnet den Weg für Spitzenforschung, vielfältige Bildungsmaßnahmen und den verantwortungsbewussten Umgang mit unseren Mitmenschen. Die Baden-Württemberg Stiftung ist eine der großen operativen Stiftungen in Deutschland. Sie ist die einzige, die ausschließlich und überparteilich in die Zukunft Baden-Württembergs investiert – und damit in die Zukunft seiner Bürgerinnen und Bürger. www.bwstiftung.de

Medienkontakt:
Baden-Württemberg Stiftung gGmbH
Julia Kovar
Kriegsbergstraße 42 • 70174 Stuttgart
Fon: +49.711.248 476-16
Fax: +49.711.248 476-54
kovar@bwstiftung.de

Joana Danzer
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Institut für Mikrosystemtechnik – IMTEK
Georges-Köhler-Allee 103
79110 Freiburg
Tel.: +49 761 203-73215
Email: joana.danzer@imtek.de

Julia Kovar | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.bwstiftung.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht Ausweg aus dem Chrom-Verbot
30.05.2017 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

nachricht Schnell, präzise, aber nicht kalt
17.05.2017 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Im Focus: Die Schweiz in Pole-Position in der neuen ESA-Mission

Die Europäische Weltraumagentur ESA gab heute grünes Licht für die industrielle Produktion von PLATO, der grössten europäischen wissenschaftlichen Mission zu Exoplaneten. Partner dieser Mission sind die Universitäten Bern und Genf.

Die Europäische Weltraumagentur ESA lanciert heute PLATO (PLAnetary Transits and Oscillation of stars), die grösste europäische wissenschaftliche Mission zur...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

„Fit für die Industrie 4.0“ – Tagung von Hochschule Darmstadt und Schader-Stiftung am 27. Juni

22.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Radioaktive Elemente in Cassiopeia A liefern Hinweise auf Neutrinos als Ursache der Supernova-Explosion

23.06.2017 | Physik Astronomie

Dünenökosysteme modellieren

23.06.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Makro-Mikrowelle macht Leichtbau für Luft- und Raumfahrt effizienter

23.06.2017 | Materialwissenschaften