Biotechnologie 17.06.2005, 18:39 Uhr

Lebende Brennstoffzelle  

VDI nachrichten, Atlanta, 17. 6. 05 – Die Idee, Bakterien zur Stromerzeugung in Brennstoffzellen zu sperren, ist nicht neu. Viel versprechende Versuche dazu laufen nicht zuletzt an der Universität Greifswald. US-Forscher haben jetzt unter notorischen Vertilgern von schwer abbaubaren Schadstoffen einen Stamm gefunden, der Elektrizität produziert.

Lang und länger wird die Liste der stromerzeugenden Bakterien. Auf der Jahrestagung der Amerikanischen Gesellschaft für Mikrobiologie in Atlanta stellten jetzt Wissenschaftler der Medizinischen Universität von South Carolina einen Stamm von Desulfitobakterien vor, der ebenfalls unter die Stromproduzenten gegangen ist.

Desulfitobakterien sind dafür bekannt, dass sie langlebige Schadstoffe wie etwa halogenierte Kohlenwasserstoffe oder polychlorierte Biphenyle (PCB) knacken und aus ihnen Energie gewinnen. Der jetzt entdeckte Stamm ist ein weiterer viel versprechender Kandidat für so genannte mikrobielle oder Biobrennstoffzellen – und er begnügt sich mit verseuchten Abwässern und Schadstoffen als Brennstoff.

Noch allerdings sind Harold May, Professor an der Fakultät für Mikrobiologie und Immunologie in Charleston, und seine Kollegen reine Grundlagenforscher. „Wir träumen wie sicherlich viele andere von Anwendungen, aber zurzeit arbeiten wir nur im Labor“, erklärt er. Sie wollen verstehen, wie diese Bakterien freie Elektronen herstellen, die dann als Strom fließen können. „Sie unterscheiden sich strukturell und physiologisch von anderen stromproduzierenden Bakterien, und wir wollen wissen, ob noch andere Desulfitobakterien diese Fähigkeit haben“, so May.

Rund um die Welt laufen bereits erste mikrobielle Brennstoffzellen, deren Bewohner in der Regel mit Zuckerlösung gefüttert werden. Allerdings hat es auch schon erfolgreiche Versuche mit Klärschlamm gegeben. Die Bakterien setzen bei ihrem Stoffwechsel Elektronen frei, die mit einer Membranbrennstoffzelle nutzbar gemacht werden können.

Die Stromstärke erreicht selbst bei den fortgeschrittensten Apparaten, die an der Universität Greifswald gebaut wurden, nur 1,5 mA/cm². Das langt gerade zum Betrieb von leistungsschwachen Apparaten, in Greifswald ist etwa ein winziger Propeller angeschlossen.

Die Mikrobiologen um May haben für ihre Schadstofffresser jedoch weniger den Einsatz in Brennstoffzellen im Auge. „Dort würden vermutlich ungefährliche Stoffe als Nahrung eingesetzt“, vermutet May. Für die reine Stromproduktion sind solche Biobrennstoffzellen mit bereits bekannten Bakterien sicherlich attraktiver.

Allerdings könnten Desulfitobakterien auch hier eine Rolle spielen. Sie sind nämlich harschen Umweltbedingungen gegenüber recht unempfindlich. Bei Hitze, Trockenheit oder Kälte bilden sie unempfindliche Sporen aus. Das ist ein eingebauter Überwinterungsmechanismus, der ausgeschaltet wird, wenn die Lebensbedingungen wieder erträglicher werden. Diese Fähigkeit könnten Biobrennstoffzellen wesentlich robuster machen.

Die Forscher aus South Carolina denken jedoch zunächst an einen Test, um mit den stromproduzierenden Desulfitobakterien Abwässer, Schlämme oder Erdreich vor Ort zu reinigen. Der dabei entstehende Strom soll mit angepasster Brennstoffzellentechnologie abgezapft werden. „Dabei wird nicht viel Elektrizität produziert“, erklärt der US-Professor, „aber vielleicht stimuliert eine solche Ableitung ja den Abbauprozess.“ Die Sondermülldeponie als Kraftwerk wird daher wohl ein schöner Traum bleiben. H. KROKER/ber

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