Aus Scheiße Strom machen

Eine Brennstoffzelle für die Kanalisation

Der Nutzung einer neuen Energiequelle, die quasi direkt unter unseren Füßen existiert, haben uns US-Forscher jetzt einen Schritt näher gebracht. Wie New Scientist berichtet, haben Wissenschaftler der Pennsylvania State University eine Brennstoffzelle entwickelt, die mit menschlichem Abwasser gespeist werden kann.

Die Microbial Fuel Cell nutzt chemische Prozesse ähnlich denen, die auch bei der Verdauung ablaufen: Bakterien zersetzen die im Abwasser vorhandene organische Materie. Dabei werden Elektronen freigesetzt, die sich normalerweise mit Sauerstoff verbinden. Indem dieser Sauerstoff ferngehalten wird, können die Elektronen daher genutzt werden, um Strom zu erzeugen.

Die Brennstoffzelle besteht aus einer 15 Zentimeter langen Röhre mit einer Kathode im Zentrum, die von einer nur für Protonen durchlässigen Membran umgeben ist. Um die Kathode herum sind acht Anoden angeordnet. Hier vollbringen die Bakterien ihr Zersetzungswerk. Die dabei freigesetzten Protonen wandern zur Kathode, die Elektronen zu den Anoden. Von dort werden sie über einen externen Stromkreislauf zur Anode geleitet, wo sie sich mit den Protonen und Sauerstoff aus der Luft zu Wasser verbinden.

Derzeit befindet sich das Verfahren noch in einem frühen Entwicklungsstadium. Die Energieausbeute beträgt lediglich ein Zehntel dessen, was den Berechnungen der Wissenschaftler zufolge möglich sein müsste. Aber auch auf dem heutigen Stand könnte das System aus den Abwässern von 100.000 Menschen etwa 51 Kilowatt Strom erzeugen, sagt Teamleiter Bruce Logan. Ein Anwendungsgebiet für die Microbial Fuel Cell sieht er in Entwicklungsländern, wo der Betrieb von Kläranlagen häufig an der fehlenden Energie scheitert.

Der Mikrobiologe Derek Lovley von der University of Masschusetts in Amherst zeigte sich besonders beeindruckt davon, dass die Brennstoffzelle aus nur einer Kammer besteht. Frühere, mit Glukose arbeitende Modelle hätten mit zwei Kammern für Anode und Kathode gearbeitet, was ihre Zusammenschaltung zu großen Systemen erschwere. Die Anwendung in großem Maßstab erwartet er gleichwohl erst in einigen Jahrzehnten. "Diese Technologie", so Lovley, "scheint sich gegenwärtig in einem Entwicklungsstadium zu befinden, das dem der Solarzellen vor 20 bis 30 Jahren vergleichbar ist. Das Funktionsprinzip ist demonstriert worden, aber es ist noch viel zu tun, bevor es breite Anwendung finden kann."