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Biobrennstoffzellen

Glucose-Brennstoffzellen

Viele Bakterien können den Zucker Glucose als Nahrungsmittel verwerten, das in der Glycolyse und dann weiter in der Atmungskette zu Kohlendioxid und Wasser abgebaut wird. Über das beschichtete Elektrodenmaterial werden die Elektronen in diesem System auf Sauerstoff unter Bildung von Wasser übertragen. Durch die Spezialbeschichtung aus Polyanilin wird hier ein kontinuierlicher Stromfluss ermöglicht.

Amerikanische Forscher der Universität von Texas in Austin nutzen ebenfalls die Glycolyse für die Stromproduktion aus Weintrauben. Mit diesem System konnte ein Strom von 2,4 Mikrowatt erzeugt werden - genug Strom, um z.B. in Weinbergen kleine Temperaturfühler zu betreiben.

Das Research Institute of Innovativ Technology for the Earth (RITE) in Kyoto hat in Kooperation mit einem internationalen Elektronikkonzern eine andere Technologie entwickelt, bei der sehr langlebige Bodenbakterien aus Küchenabfällen (ebenfalls auf Glucose-Basis) Wasserstoff produzieren, der zur Stromerzeugung auch bei Raumtemperatur genutzt werden kann.

Abb.1
Schema einer Brennstoffzelle für Glucose

Mikrobielle Brennstoffzellen bestehen aus einer weitgehend Sauerstoff-freien (anaeroben) Anodenkammer, in der die Mikroorganismen entweder in der Flüssigkeit verteilt oder in Form eines Biofilms direkt auf der Anode aufgebracht werden. Das Substrat, das diese Mikroorganismen nutzen können (der "Brennstoff") wird in dieser Kammer von den Bakterien abgebaut. Bei diesem Prozess werden die freigesetzten Elektronen die Brennstoffzellenanode übertragen. Als Kathode dient in den meisten eine konventionelle Sauerstoff-Elektrode oder auch Elektrodenmaterialien auf Hexacyanoferrat(III)-Basis.

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