{"id":41986,"date":"2017-04-20T06:42:26","date_gmt":"2017-04-20T04:42:26","guid":{"rendered":"https:\/\/rss.nova-institut.net\/public.php?url=http%3A%2F%2Fwww.innovations-report.de%2Fhtml%2Fberichte%2Fbiowissenschaften-chemie%2Fbesser-als-die-natur-kuenstlicher-biofilm-steigert-stromproduktion-mikrobieller-brennstoffzellen.html"},"modified":"2017-04-11T14:09:12","modified_gmt":"2017-04-11T12:09:12","slug":"besser-als-die-natur-kuenstlicher-biofilm-aus-bayreuth-steigert-die-stromproduktion-mikrobieller-brennstoffzellen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/besser-als-die-natur-kuenstlicher-biofilm-aus-bayreuth-steigert-die-stromproduktion-mikrobieller-brennstoffzellen\/","title":{"rendered":"Besser als die Natur: K\u00fcnstlicher Biofilm aus Bayreuth steigert die Stromproduktion mikrobieller Brennstoffzellen"},"content":{"rendered":"

Mikrobielle Brennstoffzellen nutzen den Stoffwechsel von Bakterien, um elektrischen Strom zu erzeugen. Ein neuartiger Biofilm aus Bayreuth kann diese noch junge Technologie deutlich effektiver, stabiler und anwendungsfreundlicher machen. Ein Forschungsteam der Universit\u00e4t Bayreuth hat jetzt ein Material hergestellt, das sich weit besser als nat\u00fcrliche Biofilme zur Stromproduktion in Brennstoffzellen eignet. In der Zeitschrift Macromolecular Bioscience stellen die Wissenschaftler die Vorteile ihrer neuen Entwicklung vor.<\/strong><\/p>\n

\"Die
Die Doktoranden Patrick Kaiser M.Sc. und Steffen Reich M.Sc. (v.l.) mit einer Probe nassgesponnener Mikrofasern im Labor f\u00fcr Bioprozesstechnik der Universit\u00e4t Bayreuth. Foto: Christian Wi\u00dfler; zur Ver\u00f6ffentlichung frei.<\/figcaption><\/figure>\n

Bakterien in mikrobiellen Brennstoffzellen ern\u00e4hren sich von organischen Substanzen, zum Beispiel von Milchs\u00e4ure. Dabei werden durch Stoffwechselprozesse st\u00e4ndig Elektronen freigesetzt. Sobald diese Elektronen mit der Anode der Brennstoffzelle in Ber\u00fchrung kommen, werden sie zur gegen\u00fcberliegenden Kathode weitergeleitet. So entsteht ein Stromkreislauf. Um auf diese Weise Strom zu produzieren, war es bislang \u00fcblich, die metallische Oberfl\u00e4che der Anode mit Bakterien zu besiedeln. Dort vermehren sich die Bakterien, bilden allm\u00e4hlich einen nat\u00fcrlichen Biofilm und \u00fcbertragen Elektronen auf die Anode. Der neu entwickelte, k\u00fcnstliche Biofilm aus Bayreuth hat den gleichen Effekt, optimiert diese Art der Stromerzeugung aber gleich in mehrfacher Hinsicht.<\/p>\n

Bakterien in Kunststoffnetzen: stabiler als nat\u00fcrliche Biofilme<\/h3>\n

Das Material, das die Forschergruppe um Prof. Dr. Ruth Freitag (Bioprozesstechnik) und Prof. Dr. Andreas Greiner (Makromolekulare Chemie) entwickelt hat, ist ein Biokomposit, genauer: ein Hydrogel. Es handelt sich um ein Netzwerk aus winzigen Polymerfasern, in denen sich lebende Bakterien befinden, die ihren stromerzeugenden Stoffwechsel uneingeschr\u00e4nkt fortsetzen. Doch die Menge des erzeugten Stroms ist deutlich h\u00f6her: \u201eUnser Biofilm enth\u00e4lt nur eine einzige Art von Bakterien, Bakterien der Art Shewanella oneidensis. Die elektrische Leistung einer Brennstoffzelle ist mit diesem Film doppelt so hoch, als wenn Bakterien der gleichen Art einen nat\u00fcrlichen Biofilm produzieren\u201c, erkl\u00e4rt der Bayreuther Doktorand Patrick Kaiser M.Sc., einer der Autoren der jetzt ver\u00f6ffentlichten Studie.<\/p>\n

\"Konfokalmikroskopische
Konfokalmikroskopische Aufnahme einer nassgesponnenen Mikrofaser mit Shewanella oneidensis-Bakterien. Gr\u00fcn: lebende Bakterien, rot: tote Bakterien. Bild: Patrick Kaiser; zur Ver\u00f6ffentlichung frei.<\/figcaption><\/figure>\n

Zu dieser Leistungssteigerung kommt ein weiterer Vorteil hinzu: Die Stromerzeugung verl\u00e4uft zuverl\u00e4ssig und berechenbar, denn die Dichte der Bakterien ist im k\u00fcnstlichen Biofilm von vornherein festgelegt. Ein nat\u00fcrlicher Biofilm wird im Gegensatz dazu auf eine schwer zu kontrollierende Weise abgebaut und ist deshalb instabil. Das neue Biokomposit der Bayreuther Wissenschaftler macht Brennstoffzellen deshalb wesentlich anwendungsfreundlicher.<\/p>\n

Das Biokomposit wurde auf dem Bayreuther Campus durch das Elektrospinnen von Polymerfasern hergestellt, die zusammen einen Vliesstoff bilden. \u201eDas Elektrospinnen von Vliesstoffen ist heute eine weit verbreitete Technologie. F\u00fcr die Einbettung der Bakterien sind keine zus\u00e4tzlichen Produktionsschritte erforderlich\u201c, betont Steffen Reich M.Sc., der sich in seiner Bayreuther Doktorarbeit mit der Verkapselung von Bakterien in Polymeren befasst.<\/p>\n

Finanzierung durch Bayerischen Projektverbund<\/h3>\n

Die jetzt ver\u00f6ffentlichten Ergebnisse zur mikrobiellen Brennstoffzelle sind aus dem Vorhaben \u201eBiofilme f\u00fcr die Prozessintensivierung\u201c hervorgegangen, das dem Projektverbund \u201eRessourcenschonende Biotechnologie in Bayern \u2013 BayBiotech\u201c angeh\u00f6rt. Dieser Verbund wird seit 2015 vom Bayerischen Staatsministerium f\u00fcr Umwelt und Verbraucherschutz mit insgesamt rund zwei Millionen Euro finanziert.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Mikrobielle Brennstoffzellen nutzen den Stoffwechsel von Bakterien, um elektrischen Strom zu erzeugen. Ein neuartiger Biofilm aus Bayreuth kann diese noch junge Technologie deutlich effektiver, stabiler und anwendungsfreundlicher machen. Ein Forschungsteam der Universit\u00e4t Bayreuth hat jetzt ein Material hergestellt, das sich weit besser als nat\u00fcrliche Biofilme zur Stromproduktion in Brennstoffzellen eignet. In der Zeitschrift Macromolecular Bioscience […]<\/p>\n","protected":false},"author":3,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_seopress_robots_primary_cat":"","nova_meta_subtitle":"","footnotes":""},"categories":[5572],"tags":[13293,13295,13294],"supplier":[8828,4454,655],"class_list":["post-41986","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-bio-based","tag-bakterien","tag-biofilm","tag-brennstoffzelle","supplier-bayerisches-staatsministerium-fur-umwelt-und-verbraucherschutz","supplier-friedrich-alexander-universitaet-erlangen-nuernberg","supplier-universitaet-bayreuth"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/41986","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/users\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=41986"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/41986\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=41986"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=41986"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=41986"},{"taxonomy":"supplier","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/supplier?post=41986"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}