Brennstoffzellen: Effizientere Produktion von biogenem Wasserstoff
Die Ausbeute an molekularem Wasserstoff (H2), der mit Hilfe von Bakterien produziert wird, könnte durch eine veränderte Bauweise der Anlage erhöht werden, wie Shaoan Cheng und Bruce Logan von der Universität in Pennsylvania berichteten.
Um Bakterien für die Wasserstoff-Produktion zu nutzen, verwendet man so genannte mikrobielle Brennstoffzellen (MFCs = microbial fuel cells), die wie umgekehrte Batterien funktionieren. Legt man eine geringe elektrische Spannung an zwei Elektroden an, liefert das den Bakterien an der einen Elektrode genügend Energie, um zum Beispiel Essigsäure zu spalten. Infolgedessen entsteht an der anderen Elektrode aus zwei Spaltprodukten reiner Wasserstoff.
Indem die Forscher zwei kleine Neuerungen in den Aufbau der MFCs einführten, konnten sie die Wasserstoff-Herstellung nun sehr viel effizienter machen. Statt für die Trennung der beiden Elektroden wie üblich eine Membran zu verwenden, die Kationen passieren lässt, wählten die Forscher eine Anionen-durchlässige Trennwand. Diese hat den Vorteil, dass sich der pH-Wert an den Elektroden nicht erhöht oder erniedrigt, wie es bei den ursprünglich verwendeten Membranen der Fall war. Die somit relativ neutrale Umgebung an den Elektroden bietet den H2-produzierenden Bakterien optimale Wachstumsbedingungen. Zusätzlich behandelten die Forscher das Elektrodenmaterial mit einem chemischen Verfahren, damit die Bakterien besser daran haften konnten.
Anwendungsgebiete sehen die Forscher in der Automobilindustrie, vor allem aber in der Düngemittelherstellung, da dort große Mengen an Wasserstoff benötigt werden, um das häufig als Dünger genutzte Ammonium herzustellen. (vs)
Um Bakterien für die Wasserstoff-Produktion zu nutzen, verwendet man so genannte mikrobielle Brennstoffzellen (MFCs = microbial fuel cells), die wie umgekehrte Batterien funktionieren. Legt man eine geringe elektrische Spannung an zwei Elektroden an, liefert das den Bakterien an der einen Elektrode genügend Energie, um zum Beispiel Essigsäure zu spalten. Infolgedessen entsteht an der anderen Elektrode aus zwei Spaltprodukten reiner Wasserstoff.
Indem die Forscher zwei kleine Neuerungen in den Aufbau der MFCs einführten, konnten sie die Wasserstoff-Herstellung nun sehr viel effizienter machen. Statt für die Trennung der beiden Elektroden wie üblich eine Membran zu verwenden, die Kationen passieren lässt, wählten die Forscher eine Anionen-durchlässige Trennwand. Diese hat den Vorteil, dass sich der pH-Wert an den Elektroden nicht erhöht oder erniedrigt, wie es bei den ursprünglich verwendeten Membranen der Fall war. Die somit relativ neutrale Umgebung an den Elektroden bietet den H2-produzierenden Bakterien optimale Wachstumsbedingungen. Zusätzlich behandelten die Forscher das Elektrodenmaterial mit einem chemischen Verfahren, damit die Bakterien besser daran haften konnten.
Anwendungsgebiete sehen die Forscher in der Automobilindustrie, vor allem aber in der Düngemittelherstellung, da dort große Mengen an Wasserstoff benötigt werden, um das häufig als Dünger genutzte Ammonium herzustellen. (vs)
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