Mikroben machen Wasserstoff aus Abwasser
Neue Billig-Anode von Forschern der University of Warwick lässt die Effektivität explodieren
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Entwickler Coles inspiziert die Kohlenstofffasermatte (Foto: warwick.ac.uk) |
Coventry/Birmingham (pte004/04.11.2021/06:15)
Mikrobielle Elektrolysezellen können genutzt werden, um Wasserstoff aus kommunalen und industriellen Abwässern zu gewinnen. Eingesetzt werden Bakterien, die organisches Material zersetzen und dabei, kaum zu glauben, Strom produzieren. Legt man an die Elektroden eine kleine elektrische Spannung an produziert das System Wasserstoff, der in Brennstoffzellen in Strom umgewandelt oder ins Erdgasnetz eingespeist werden kann.
[b]2,40 Euro pro Quadratmeter statt ein paar 100[/b]
Was bisher nur im Labor gelang, weil die Anoden aus Graphit mit mehreren 100 Euro pro Quadratmeter so teuer sind, dass der Prozess weit entfernt von der Wirtschaftlichkeit war, gelang es jetzt einem Team um Stuart Coles, Assistenzprofessor für die Entwicklung umweltverträglicher Werkstoffe an der University of Warwick https://warwick.ac.uk im britischen Coventry, eine Kohlenstofffasermatte zu entwickeln, die effektiver ist als die bisherigen Anoden, aber nur umgerechnet 2,40 Euro pro Quadratmeter kostet.
„Durch die Nutzbarmachung von Abwässern aus der Automobil-, Luft- und Raumfahrtbranche haben wir eine Lösung für ein langjähriges Problem gefunden", sagt Coles. „Anstatt nur das Abwasser zu behandeln, können wir es jetzt in Form von Wasserstoff zu niedrigeren Kosten als je zuvor nutzen." Bei dem Prozess bleibt relativ sauberes Wasser zurück, das nur noch mit wenig Aufwand nachbehandelt werden muss.
[b]Energieintensive Belüftung wird überflüssig[/b]
Die neue Art der Abwasserreinigung ersetzt den aeroben Schritt in klassischen Kläranlagen, in dem Bakterien die organischen Schadstoffe zersetzen. Mit hohem Energieaufwand muss der Schlamm belüftet werden, damit die Bakterien ihre Arbeit machen. Allein in Großbritannien verschlingt das drei Prozent des erzeugten Stroms, pro Jahr 13 Milliarden Kilowattstunden. Bei der anschließenden Vergärung wird nur ein Teil der Energie im Klärschlamm zurückgewonnen.
Beim Einsatz von mikrobiellen Elektrolysezellen wird nur ein Bruchteil des Stroms benötigt, der im klassischen Prozess verbraucht wird. Außerdem wird die im Abwasser enthaltene Energie fast vollständig in Form von Wasserstoff zurückgewonnen.
[b]18 Mal höhere Wasserstoff-Ausbeute[/b]
Coles Team testete das Verfahren in einer Pilotanlage, die an der Kläranlage Minworth von Severn Trent, einem international tätigen Unternehmen der Wasserversorgung und Abwasserreinigung im britischen Birmingham. Pro Tag behandelte sie 100 Liter Abwasser. Dabei wurden 51 Prozent der organischen Schadstoffe und bis zu 100 Prozent der Schwebstoffe aus dem Wasser entfernt. Die Wasserstoff-Ausbeute war 18 Mal höher als beim Einsatz von Anoden aus Graphit.
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