Mikrobielle Brennstoffzellen erzeugen Strom

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Dass gewisse Mikroben im Rahmen ihres Stoffwechsels Elektronen produzieren, wurde bereits vor über 100 Jahren festgestellt. Forschende haben im Wallis diese Eigenschaft genutzt und eine Batterie gebaut, die aus Abwasser und Mikroben Strom erzeugt.

Kaum jemand weiss, dass durch Kläranlagen sehr viel Strom verbraucht wird. Um dieses Problem zu lösen, haben Forschende der Hochschule Wallis ein Verfahren verfeinert, das die im Abwasser enthaltenen Mikroben zur Stromerzeugung nutzt. Dieses 1910 beschriebene und anschliessend vergessene Phänomen wurde unter anderem von Prof. Dr. Fabian Fischer der Hochschule für Ingenieurwissenschaften im Wallis weiterentwickelt.

Eine 14 Meter lange Batterie

Gemäss Dr. Fischer haben er und sein Team dabei ein dreifaches Ziel verfolgt: «Wir wollten den Stromverbrauch der Kläranlage senken, das Abwasser aufbereiten und Strom erzeugen.» Die von seinem Team entwickelte Brennstoffzelle erzeugt jetzt nicht nur genug Strom, um mehrere Lithium-Batterien zu laden, sondern ermöglicht inzwischen auch die kostenlose Aufbereitung des Abwassers der Kläranlage.

Das Verfahren sieht auf den ersten Blick einfach aus: Das Abwasser fliesst von einer Seite in die Batterie. Dort haften an Elektroden aus Kohlenstoffschaum Mikroben, die primär die für die Abwasserreinigung nötigen biologische Abbauprozesse durchführen. Als Sekundäreffekt setzen die Mikroben während ihrer Arbeit Elektronen frei und produzieren dadurch Strom. Das innovative Mikroben-Batterie-System, das die Forschenden in der Kläranlage Châteauneuf-Sitten gebaut haben, ist 14 Meter lang und aus 64 in Reihe geschalteten Brennstoffzellen zusammengesetzt.

In Industrieländern verbraucht gemäss Dr. Fischer die Abwasserreinigung ein bis zwei Prozent der gesamten produzierten Elektrizität. Der Stromverbrauch der Kläranlagen gehe zwischen 50 und 70 Prozent auf das Konto von Gärbecken, in denen Bakterien biologische Abbauprozesse durchführen und die dafür belüftet werden müssen. Durch den Umbau zu einer mikrobiellen Brennstoffzelle würden Kläranlagen aber vom Stromverbraucher zum Stromerzeuger werden: Weltweit könnten Abwasserreinigungsanlagen Strom im Äquivalent von 90 Kernkraftwerken erzeugen.

Der Bund fördert Projekte im Energiebereich

Das Bundesamt für Energie (BFE) fördert solche innovativen und kreativen Projekte. Eine aktuelle Auschreibung widmet sich dem Thema «Living & Working»: Im Zentrum der eingereichten Projekte soll der sich künftig verändernde Energieverbrauch der Schweiz durch neue Lebens- und Arbeitsweisen, ein anderes Mobilitätsverhalten oder etwa steigendes Umweltbewusstsein stehen.

Eine weitere Aussschreibung des BFE ist das Pilot- und Demonstrationsprogramm zur Förderung von Anwendungen und Feldtests im Bereich der Elektromobilität: «Markterprobung von innovativen Elektrofahrzeugen und -maschinen». Im Rahmen dieses Wettbewerbs werden Förderbeiträge an Projekte vergeben, die sich mit der Erprobung von innovativen elektrischen Lösungen in den Bereichen Güterverkehr, mobile Maschinen und Spezialfahrzeuge befassen.

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Erste Veröffentlichung: 
6.9.2021
  |  Letztes Update: 
6.9.2021

EnergieSchweiz

Das Programm EnergieSchweiz wurde 2001 vom Bundesrat ins Leben gerufen. In den Bereichen Energieeffizienz und erneuerbare Energien fördert es innovative Projekte, unterstützt die Aus- und Weiterbildung der Fachkräfte und sensibilisiert die Schweizer Bevölkerung. Damit trägt es massgebend dazu bei, dass Neues marktfähig wird, Fuss fassen kann und Sichtbarkeit erlangt.

Erneuerbare Energien oder effizienter Umgang mit Energie: EnergieSchweiz berät und informiert Interessierte.

Weitere Informationen findest du auf www.energieschweiz.ch.

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