Eine Batterie in der Tiefe

News: Eine Batterie in der Tiefe

Photovoltaik, Wasserkraft, Windenergie - es gibt bereits einige alternative Energiequellen, über deren Erfolg und Wirtschaftlichkeit heftig diskutiert wird. Wissenschaftler wollen der Galerie nun noch eine weitere Alternative hinzufügen: Mikroorganismen am Meeresboden erzeugen durch ihre Stoffwechseltätigkeiten elektrische Potentialunterschiede, die in einer Energiezelle umgesetzt werden könnten. Ein Prototyp hat den Labortest bereits bestanden, die Bestätigung aus dem Freiland steht noch aus.

Tote organische Materie sinkt im Meer zu Boden und dient unzähligen Mikroorganismen als Nahrung. Aus der Oxidation des Materials gewinnen sie ihre Energie, was kein Problem darstellt, solange genug Sauerstoff vorhanden ist, auf den die Organismen die dabei anfallenden Elektronen übertragen können. Doch schon wenige Zentimeter tief im Sediment fehlt der Sauerstoff. Die Mikroben weichen daher notgedrungen auf Nitrate und Sulfate aus. Für sie sind die Elektronen regelrechter "Abfall". Im darüberliegenden Wasser hingegen wartet der Sauerstoff ständig auf Elektronen, um zusammen mti den allgegenwärtigen Protonen zu Wasser zu reagieren.

Die unterschiedlichen Abläufe bedingen verschiedene elektrische Potentiale in den beiden Regionen, vergleichbar den beiden Polen einer Batterie. Clare Reimers von der Oregon State University in Corvallis und Leonard Tender vom Naval Research Laboratory in Washington entwickelten den Prototyp einer Energiezelle, die diese natürlichen Potentialdifferenzen nutzt. Sie besteht aus einer Elektrode, die etwa zehn Zentimeter tief im Sediment vergraben wird, und einer weiteren Elektrode, die knapp über der Sedimentoberfläche befestigt ist. Werden die beiden verbunden, erzeugen sie 0,03 Watt Leistung pro Quadratmeter – genug, um eine kleine lichtemittierende Diode zu speisen (New Scientist vom 5. Februar 2000). Und die drahtlose Verknüpfung der mikrobiellen Lebensgemeinschaften verheißt eigentlich eine endlose Energieversorgung.

Die Forscher wollen versuchen, die Leistung der Zelle noch zu verbessern. Im Frühjahr sollen Taucher dann die ersten Versuchsanlagen am Meeresboden befestigen. Spätere Versionen sollen sich sogar selbst eingraben können.

Siehe auch

Spektrum Ticker vom 25.5.1998
"Bakterielle Brennstoffzellen"
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