{"id":44021,"date":"2017-07-07T06:42:15","date_gmt":"2017-07-07T04:42:15","guid":{"rendered":"https:\/\/rss.nova-institut.net\/public.php?url=http%3A%2F%2Fwww.chemie.de%2Fnews%2F163881%2Felektrisch-leitende-huelle-fuer-bakterien-leistung-von-mikrobiellen-brennstoffzellen-erheblich-steigern.html%3FWT.mc_id%3Dca0065"},"modified":"2017-07-03T12:50:12","modified_gmt":"2017-07-03T10:50:12","slug":"elektrisch-leitende-huelle-fuer-bakterien","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/elektrisch-leitende-huelle-fuer-bakterien\/","title":{"rendered":"Elektrisch leitende H\u00fclle f\u00fcr Bakterien"},"content":{"rendered":"<p><strong>Manche Mikroorganismen k\u00f6nnen unter anaeroben Bedingungen Strom erzeugen. Auf diese F\u00e4higkeit greift man bei der mikrobiellen Brennstoffzelle zur\u00fcck, die besonders f\u00fcr Kl\u00e4rwerke interessant ist. Ein Schwachpunkt ist dabei die nach wie vor unbefriedigende Energiedichte. Wissenschaftler aus Singapur und China pr\u00e4sentieren jetzt eine unkonventionelle L\u00f6sung: Wie sie in der Zeitschrift Angewandte Chemie berichten, kann man lebende, elektroaktive Bakterien mit einem leitf\u00e4higen Polymer beschichten und somit die Leistungsf\u00e4higkeit der bioelektrochemischen Zelle entscheidend erh\u00f6hen.<\/strong><\/p>\n<p>Die Geschichte der mikrobiellen Brennstoffzelle reicht bis Anfang des 20. Jahrhunderts zur\u00fcck. Damals verbanden Wissenschaftler zum ersten Mal Bakterienzellen mit Elektroden und erhielten Strom. Dies funktioniert, weil der Stoffwechsel der Bakterien \u2013 wenn kein Sauerstoff zugegen ist \u2013 in einen Modus wechselt, in dem er die chemische Energie anstelle in die Produktion von Kohlendioxid und Wasser in die von Protonen und Elektronen steckt. Diese Elektronen kann man in einer elektrochemischen Zelle zur Stromgewinnung verwenden. Solche mikrobiellen Brennstoffzellen werden derzeit im Bereich nachhaltiger Energieproduktion und insbesondere bei der Wasseraufbereitung intensiv erforscht. Ihr Schwachpunkt ist die Energiedichte. Ein gro\u00dfer Teil des elektrochemischen Potenzials der Bakterien liegt brach, weil die Bakterienzellen ihre produzierten Elektronen nicht and die Elektrode weiterleiten k\u00f6nnen. Um die Bakterien leitf\u00e4hig zu machen, erforschen Qichun Zhang von der Nanyang Technological University in Singapur und seine Kollegen die M\u00f6glichkeit, diese in eine H\u00fclle von leitf\u00e4higen Polymeren einzuschlie\u00dfen. Allerdings m\u00fcssen die beschichteten Bakterien dabei nat\u00fcrlich lebensf\u00e4hig bleiben.<\/p>\n<p>Geeignet als Beschichtungsmaterial erschien den Wissenschaftlern das Polymer Polypyrrol. &#8220;Wir nahmen an, dass durch die Modifikation der Bakterienzellen mit Polypyrrol die elektrische Leitf\u00e4higkeit der Bakterienzellen steigen m\u00fcsste, ohne dass die Vitalit\u00e4t leidet&#8221;, erkl\u00e4rten die Autoren. Als &#8220;oxidativen Starter, um Pyrrol-Monomere auf der (Bakterien-)Oberfl\u00e4che zu polymerisieren&#8221;, verwendeten sie Eisenionen. F\u00fcr die Versuche w\u00e4hlten sie das Proteobakterium Shewanella oneidensis, das Metalle gut toleriert und sowohl aerob als auch anaerob leben kann. Nach der Beschichtung waren die Bakterien tats\u00e4chlich weiter lebendig und aktiv, sodass sie mit einer Kohlenstoffanode auf die Entwicklung von Biostrom hin getestet werden konnten. Dabei stieg die Leitf\u00e4higkeit um das 23-fache, die Stromerzeugung wuchs um das F\u00fcnffache, und die maximale Energiedichte der Anode war 14-mal h\u00f6her als bei der unbeschichteten Variante. Bei F\u00fctterung mit Laktat als N\u00e4hrstoff beobachteten die Autoren einen betr\u00e4chtlichen Strom, im Gegensatz zu den unbeschichteten Bakterien, die gar keinen Strom lieferten.<\/p>\n<p>Mit dieser Strategie der Gruppe um Zhang k\u00f6nnte man das Leitf\u00e4higkeitsproblem von mikrobiellen Anoden auf bemerkenswerte Weise l\u00f6sen. Die Beschichtung von lebenden Bakterien k\u00f6nnte, so die Autoren der Studie, der Erforschung von mikrobiellen Brennstoffzellen eine neue Dimension verleihen, ganz zu schweigen von der grundlegenden Forschung, wie man Zelloberfl\u00e4chen modifizieren kann.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Manche Mikroorganismen k\u00f6nnen unter anaeroben Bedingungen Strom erzeugen. 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