Effizienzbranche.de

Branchenportal für Energieeffizienz-Lösungen

Fotolia 37157865 1280 256

Forscher tüfteln an Bio-Brennstoffzelle

Bochum - Energie gewinnen und mit möglichst geringen Verlusten zu speichern ist eine der großen Herausforderungen für das Energiesystem der Zukunft, aber auch für kleintechnische medizinische Anwendungen. Üblicherweise finden Energieerzeugung und -speicherung in unterschiedlichen Systemen statt. Das gilt als ineffizient. Eine neue Entwicklung soll nun beide Prozesse vereinen.

Forscher der Ruhr-Universität Bochum und der schwedischen Universität Malmö wollen Erzeugung und die Speicherung von Energie in einem System vereinen. Dazu haben sie ein Hybrid aus Brennstoffzelle und Kondensator auf Biobasis entwickelt, den sogenannten Biosuperkondensator.

Enzyme im Polymergel als Mini-Kraftwerke

Bei dem neu entwickelten System wird Energie mit Hilfe enzymatischer Prozesse effizient generiert und gespeichert. Dabei sind die Enzyme in ein stabiles Polymergel eingebettet, das eine große Energiemenge speichern kann. Prof. Dr. Wolfgang Schuhmann vom Bochumer Lehrstuhl für Analytische Chemie erklärt: „Eine solche Technik könnte zum Beispiel interessant sein für miniaturisierte Geräte, die sich selbst kabellos mit Energie versorgen sollen. Das ist insbesondere für implantierbare miniaturisierte Sensoren wichtig." Schuhmann war mit seinen Kollegen Dr. Felipe Conzuelo, Dr. Piyanut Pinyou und Sabine Alsaoub an der Entwicklung beteiligt.

Glukose als Treibstoff

Mithilfe eines Enzyms verbrennt der Biosuperkondensator an der einen Elektrode Glukose als Treibstoff. An der anderen Elektrode setzt ein Enzym Sauerstoff zu Wasser um. Beide Enzyme müssen in ein elektronenleitendes Gel eingebettet sein, um den elektrischen Kontakt zu den Elektroden herzustellen. Erstmals nutzte das Team für beide Elektroden das gleiche Gel, auch Redoxpolymer genannt. Beim Aufladen und Speichern der Energie gibt dieses Redoxpolymer an einer Elektrode Elektronen ab und wird dabei positiv aufgeladen. An der anderen Elektrode nimmt es die Elektronen auf und wird so negativ geladen. „Beim Entladeprozess gleichen sich die Ladungen aus, und es fließt ein Strom“, erklärt Schuhmann.

Neue elektrische Energiequellen auf Biobasis

Das so aufgebaute System erwies sich in den Tests der Forscher als stabil und kann dauerhaft als Energiequelle dienen. Es hat ein geringes Gewicht und eine hohe Kapazität, kann also eine große Ladungsmenge aufnehmen. „Wir sehen diese Arbeit als Startpunkt für zukünftige Strategien in der Entwicklung von neuen, hochfunktionalen und gleichzeitig kostengünstigen elektrischen Energiequellen auf Biobasis“, so das Fazit der Autoren.

Breite internationale Projektförderung

In der Zeitschrift „Angewandte Chemie“ beschreiben die Wissenschaftler ihre Entwicklung. Das Projekt wurde durch Mittel aus diversen Töpfen gefördert. Finanzielle Unterstützung kam von der Europäischen Kommission, der Deutschen Forschungsgemeinschaft im Rahmen des Exzellenzclusters Resolv sowie durch eine deutsch-israelische Projektkooperation, der Russian Science Foundation und dem Swedish Research Council (621-2013-6006).

© IWR, 2016

18.11.2016

 



Jobs & Karriere - Energiejobs.de
Veranstaltungen - Energiekalender.de

Pressemappen - mit Original-Pressemitteilungen