Der Schlammfresser: Roboter mit Energiegewinnung aus Schmutzwasser
Dank einer sogenannten Microbial Fuel Cell kann der Row-bot umweltfreundlich durch Wasser gleiten.
Britische Forscher haben einen Schwimmroboter gebaut, der seine Energie aus Schmutzwasser gewinnt, berichtet Technology Review in seiner Januar-Ausgabe (ab Donnerstag am Kiosk oder online bestellbar). Der Row-bot nutzt eine sogenannte mikrobielle Brennstoffzelle (Microbial Fuel Cell, MFC). Unter Sauerstoffabschluss läuft darin ein Gärprozess ab: Mikroorganismen zerlegen die darin enthaltenen Kohlenwasserstoffe in Kohlendioxid, Protonen und energiereiche Elektronen.
Normalerweise würden die Bakterien diese energiereichen Elektronen für ihren eigenen Stoffwechsel nutzen. Aber in der Brennstoffzelle werden sie über eine Anode abgesaugt. Die Protonen wandern durch eine Membran zur Kathode. Eine elektrische Spannung entsteht, die über einen äußeren Verbraucher Strom fließen lässt.
Hundert Jahre alte Idee
Die Idee ist nicht ganz neu: Bereits 1911 beschrieb Michael Potter, Professor für Botanik an der University of Durham, eine einfach aufgebaute biologische Brennstoffzelle. Weil die Spannung, die sich aus solchen Zellen gewinnen lässt, nicht besonders hoch ist, geriet die Technik aber in Vergessenheit. Dann entdeckte der Koreaner Byung Hong Kim in den 1990er-Jahren, dass bestimmte Bakterienarten sich besonders gut für diese Zellen eignen. Die Idee erlebte eine Renaissance. Denn anders als herkömmliche Batterien liefern mikrobielle Brennstoffzellen praktisch unbegrenzt Strom – solange die Bakterien am Leben sind und genug zu futtern haben.
Der Row-bot gleitet, von vier Rudern angetrieben, über die Wasseroberfläche und muss nur sein Maul öffnen. Dann strömt nährstoffhaltiges Wasser ins Innere seiner Brennstoffzelle. Die Bakterien dort stammen aus Klärschlamm, die zunächst einige Tage in der Zelle mit Nährlösung vermehrt werden. Dass die Brennstoffzelle genügend Energie erzeugt, um den Roboter anzutreiben, haben die britischen Forscher bisher allerdings nur im Prinzip gezeigt: Sie schleppten die Zelle durch das Wasser und maßen ihre elektrische Leistung.
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(bsc)
