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Prototyp – Idee sucht Geld

Kleine Stromscheißer

Mikroorganismen können organische Rückstände in Abwässern zersetzen und dabei Strom erzeugen. In Clausthal will man der Technik zum Durchbruch verhelfen.





• Die kommunalen Kläranlagen in Deutschland verbrauchen so viel Energie wie etwa eine Million Vier-Personen-Haushalte. Dabei steckt im Abwasser selbst wertvolle Energie – in Form von chemisch gebundenem Kohlenstoff. Man muss ihn nur zu nutzen wissen.

Bereits in den Neunzigerjahren wurde in den USA die alte Idee wieder aufgegriffen, eine Brennstoffzelle zu konstruieren, in der Mikroorganismen Kohlenstoff zersetzen und dabei Elektronen freigeben. So entsteht eine schwache Spannung. Erste Versuche kamen jedoch nicht über den Labormaßstab hinaus.

Seit Anfang des Jahrtausends entdecken Forscher immer mehr solcher elektroaktiven Mikroorganismen. „Heute erscheinen etwa 1000 Publikationen pro Jahr zu diesem Thema“, sagt Michael Sievers, Professor am Clausthaler Umwelttechnik Forschungszentrum (CUTEC) und am Institut für Aufbereitung, Deponietechnik und Geomechanik der Technischen Universität Clausthal. Seinem Team ist es zu verdanken, dass Deutschland heute zu den führenden Nationen bei dieser Technik zählt.

Mit einem von mehreren Hochschulen zusammengestellten Team gelang es Sievers, eine Brennstoffzelle zu konstruieren, die groß genug für den Praxisversuch war. Ende 2016 wurde sie für ein Jahr in eine Pilotanlage in Goslar eingebaut.

Abbildung: © CUTEC Forschungszentrum

Der Versuch verlief nicht reibungslos. Unter anderem wurde die Anlage überschwemmt, und die Mikroorganismen wurden zerstört. Am Ende war der Test aber doch so vielversprechend, dass Sievers einen neuen Förderantrag stellen konnte: für ein Großprojekt mit einer Laufzeit von fünf Jahren, wieder in Goslar, aber dieses Mal nicht in einer Pilotanlage, sondern in Form einer eigenständigen kleinen Kläranlage.

„Die Sache ist wahnsinnig komplex“, sagt Sievers. „Und wir wissen noch nicht, welche Überraschungen uns erwarten.“ Wie züchtet und bindet man die richtigen Mikroorganismen in einem großen Maßstab? Wie speichert man die geringe Ladung und reichert sie so an, dass sie durch Leitungen geschickt werden kann? „Unser Fokus liegt erst einmal auf dem Reinigen des Wassers“, sagt Michael Sievers. Wenn dabei so viel Strom gewonnen werden würde, dass die Anlage energieneutral liefe, wäre das schon ein Erfolg. Erst danach werde man sich fragen, wie ein Überschuss erzielt werden kann. Schätzungen zufolge schlummert in unseren Abwässern die chemisch gebundene Energie von 16 Millionen Vier-Personen-Haushalten. ---

Bio-Brennstoffzelle

CUTEC – Clausthaler Umwelttechnik Forschungszentrum, zusammen mit der TU Clausthal, der TU Braunschweig und dem Karlsruher Institut für Technologie.
Gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung

Kontakt: cutec@cutec.de