Wasserstoff
11.12.2017

Brennstoffzelle verwandelt Klärwerk in Kraftwerk

Foto: CUTEC
Die Bio-Brennstoffzelle nutzt Mikroorganismen als Biokatalysatoren

Abwasser aus Kläranlagen in regenerative Energie umwandeln – das kann eine neuartige Brennstoffzelle, die Forscher aus Clausthal entwickelt haben. Sie erhielten nun eine Auszeichnung.

Herkömmliche Brennstoffzellen wandeln chemische Energie, meist aus Wasserstoff, in Strom um. Bei der Bio-Brennstoffzelle ist das anders: Hier erzeugen Mikroorganismen elektrische Energie – direkt aus organischen Stoffen. Zum Beispiel aus dem Abwasser von Kläranlagen. Ein Forschungsteam des Umwelttechnik Forschungszentrums (CUTEC) der Technischen Universität Clausthal-Zellerfeld hat eine neuartige Brennstoffzelle entwickelt, die beim Reinigen des Abwassers Strom und Wasserstoff erzeugt. Damit wird das Klärwerk zum Kraftwerk.

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Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fand die Idee so überzeugend, dass es die Brennstoffzellen-Forscher mit dem Deutschen Nachhaltigkeitspreis „Forschung“ ausgezeichnet hat, dem wichtigsten seiner Art in Europa. „Ihr Konzept, das aus Kläranlagen künftig Stromerzeuger macht, schont nicht nur die Wasserressourcen, sondern kann auch ein weiterer Baustein für eine erfolgreiche Energiewende sein“, sagte Forschungsstaatssekretär Georg Schütte bei der Preisverleihung in Düsseldorf.

Technikwende für die Abwasserbehandlung?

Die Technologie funktioniert auf Basis einer bio-elektrochemischen Brennstoffzelle, an der schon seit 100 Jahren geforscht wird – bisher ohne einen echten Durchbruch. Die jüngste Entwicklung könnte eine Technikwende für die Abwasserbehandlung bedeuten. Denn die Anlage generiert die Energie in einem Schritt, ohne den bisher üblichen Umweg über einen aufwändigen Faulprozess. Konkret integriert die Brennstoffzelle die Stromerzeugung direkt in den Abbauprozess, bei dem Mikroorganismen die im Wasser enthaltenen Inhaltsstoffe zersetzen.

Dadurch benötigt der Prozess nicht nur insgesamt weniger Energie, sondern das Wasser wird auch mit einem höheren Wirkungsgrad gereinigt. Professor Michael Sievers vom CUTEC beschreibt die Vorteile von Bio-Brennstoffzellen so: „Autarke, wartungsarme und verbesserte Abwasserbehandlung, kaum Klärschlamm und Strom sowie Wasserstoff, zum Beispiel für Elektroautos.” Bislang zählen Kläranlagen zu den größten Stromverbrauchern in den Kommunen: Laut Umweltbundesamt liegt ihr Anteil bei 20 Prozent. Die Kosten müssen letztlich die Gebührenzahler tragen.

Pilotanlage in Goslar

Momentan entsteht eine Pilotanlage auf dem Gelände der Goslarer Kläranlage in Niedersachsen. Der Betreiber, die Eurawasser Betriebsgesellschaft, zählen zu den Projektpartnern der Bio-Brennstoffzelle. Finanziert wird das Forschungsvorhaben mit seinen sechs Teilprojekten vom BMBF mit insgesamt drei Millionen Euro, sie stammen aus dem Topf „Zukunftsfähige Technologien und Konzepte für eine energieeffiziente und ressourcenschonende Wasserwirtschaft” (ERWAS).

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Jutta Maier
Keywords:
Brennstoffzelle | Wasserstoff | Energieerzeugung | Erneuerbare Energie | Kläranlage
Ressorts:
Technology

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