Forschung: Effiziente Bio-Brennstoffzelle nutzt Essig und Zellulose

Forscher haben eine Brennstoffzelle konstruiert, die in einem hoch effizienten Prozess mit Hilfe von Bakterien Wasserstoff aus Essig und anderen Abfällen produziert. Die Effizienz mikrobieller Brennstoffzellen und deren Eignung für anderweitig nicht verwendbare Biomasse konnten Forscher der Pennsylvania State University deutlich steigern. Ihre Ergebnisse stellten sie jetzt in den Veröffentlichungen der US-Akademie der Wissenschaften (PNAS) vor.

Die Ausbeute der in herkömmlichen mikrobiellen Brennstoffzellen stattfindenen Prozessen ist noch nicht optimal. Den Forschern gelang es, eine besonders effiziente Graphit-Anode zu erzeugen. Zudem sie die Arbeitsbedingungen der Bakterien, indem sie positiv geladene Kationen aus der Lösung transferierten und den Säuregrad im Bakterienmilieu senkten. Mit dem derart verbesserten Reaktor gelang es den Wissenschaftlern, pro Tag aus einem Kubikmeter Reaktionsvolumen 1,5 Kubikmeter reinstes Wasserstoffgas (mehr als 99,5 Prozent) aus anderweitig nicht mehr verwendbarem Essig zu erzeugen.

Für einen kompletten Zyklus benötigt der Reaktor nun drei statt 30 Stunden. Die Energieeffizienz des Gesamtprozesses liegt bei 62 bis 86 Prozent. Dieser Wert berücksichtigt, dass bei der Synthese des Essigs auch Energie aufgewendet werden musste. Geht man allerdings davon aus, dass die organische Substanz “energiekostenlos” (weil als Abfallprodukt) entsteht und berücksichtigt in der Energiebilanz nur die zusätzlich angelegte Spannung, erreicht der Reaktor eine Effizienz von 243 bis 681 Prozent. Bei der Wasserstoffproduktion durch Elektrolyse von Wasser erreicht man hier typischerweise Werte um 50 bis 70 Prozent.

Den Forschern gelang es außerdem, die Funktionsweise ihres Reaktors auch mit anderen Materialien vorzuführen. Sie verarbeiteten unter anderem Zellulose, Glukose und Milchsäure, ebenfalls jeweils mit recht hoher Effizienz.

Weitere Informationen
Matthias Gräbner: Wasserstoff aus Essig. Telepolis, 2007-11-14.

(Vgl. Meldungen vom 2007-10-09, 2007-08-31 und 2007-05-14.)

Source

Telepolis, 2007-11-14.

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