27/02/2013 - Erste thermoelektrische Batterie - Umwandlung von Stoffwechselwärme in Elektrizität

Menéame

Forscher Cavanilles-Institut der Universitat deValència die erste thermoelektrische Batterie (Microbial Thermoelectric Cell oder MC) hergestellt haben, eine Vorrichtung, die die Stoffwechselwärme die die Mykren in einer Strom.

Diese Entwicklung, die gerade in der Zeitschrift PLOSONE, ist Teil der Bioenergieforschung, die in diesem Institut des Wissenschaftsparks von der Gruppe für Biotechnologie und synthetische Biologie unter der Leitung von Manuel Porcar. Das System hat Anwendungen in der Biotechnologie.

Diese Idee entsteht aus einer Frage: Könnte man die Wärme der Mikrobenkulturen in Elektrizität umwandeln? Um dies zu beantworten, hat das Team ein System entwickelt, das auf dem Seebeck-Effekt oder thermische Wirkung, die besagt, dass eine Platte aus zwei verschiedenen Metallen auf jeder Seite, wenn sie einem Temperaturunterschied ausgesetzt ist, einen Potenzialunterschied erzeugt. Das WKM-System verwendet zu diesem Zweck die Form eines Geräts, das eine Hefekultur mit einer thermischen Verbindung (mit einem Backstab) zu einer Thermogeneratorplatte, dessen kaltes Gesicht mit einem Heizkörper verbunden ist, der die Wärme ableitet. Die Wärme, die Hefen beim Wachsen erzeugen, erzeugt somit einen thermischen Gradienten auf der Platte, der die Erzeugung eines elektrischen Stroms zur Folge hat.

Obwohl die Forscher der Universitat deValència bislang und mit geringen Anbaumengen nicht von einigen wenigen Volt umgestiegen sind, arbeiten sie daran, die Leistung des Systems zu verbessern, mit stark exothermischen Mikrobenkulturen und Ad-hoc-Systemen für die Stromerzeugung aus einem sowohl flüssigen als auch festen Medium. Die Erzeugung von Elektrizität aus Mikroorganismen ist ein bekanntes Phänomen, das bisher jedoch durch so genannte Mikrobial Fuel Cell (Mikrobian-Brennstoffzellen), bei denen Elektronen von der organischen Substanz auf Anoden übertragen werden. Der WKM beruht jedoch auf einem völlig anderen Effekt, der genannten thermoelektrischen Wirkung, so dass er ein Meilenstein und ein erster Schritt in Richtung der energetischen Nutzung der von Mikroorganismen freigesetzten Wärme ist.

Zu den Anwendungen des Systems gehören die Stromerzeugung in Biotechnologieunternehmen, die Herstellung von alkoholischen Fermentierungen oder die Bio-Remediation und Kompostierung. Schließlich muss die Fähigkeit des neuen Systems hervorgehoben werden, neben der Stromerzeugung auch die Temperatur der Kulturen zu regulieren und sie in einem geeigneten Wärmebereich zu halten, so dass sowohl die Stromerzeugung als auch die Energieeinsparungen in Form von Kühlung erreicht werden.

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Referenz: Raúl Rodriguez-Barreiro, Christian Abendroth, Cristina Vilanova, Andrés Moya und Manuel Porcar. Towards an Microbial Thermoelectric Cell. PLOS ONE, in press.

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http://www.plosone.org/article/info:doi/10.1371/journal.pone.0056358

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