Zukunftsfähige Technologien und Konzepte für eine energieeffiziente und ressourcenschonende Wasserwirtschaft

Workshop mikrobielle Brennstoffzelle

03.01.2017

 

Erfolgreicher Workshop zum Thema mikrobielle Brennstoffzellen am 21. und 22. November in Goslar

Das Interesse am Thema „Mikrobielle Brennstoffzelle“, und damit auch die Zahl der wissenschaftlichen Publikationen ist stark angestiegen. Gleichzeitig widmeten sich bisher nur wenige Arbeiten der Anwendung im Bereich „Kommunales Abwasser“.

Der Workshop ermöglichte eine Standortbestimmung hinsichtlich der Entwicklung der Mikrobiellen Brennstoff- und Elektrolysezelle in Deutschland. In den letzten Jahren sind große Entwicklungsfortschritte erzielt worden. Dies ist auch auf die  stark ausgeweitete Forschungsförderung zurückzuführen, u. a. im Rahmen der ERWAS-Projekte. Es konnten neue Anwendungspotenziale aufgezeigt werden, z. B. im Bereich der Synthese von Ausgangsprodukten chemischer Prozesse (siehe Arbeiten im ERWAS-Projekt „BioMethanol“), Wasserstoff-Produktion, Entsalzung etc. Dennoch existieren zahlreiche offene Fragen und damit weiterer Forschungsbedarf u.a. in den Bereichen: Stickstoff-Umsetzungen in der MBZ, Möglichkeiten beim Abbau von Spurenstoffen und Optimierung von Materialien (Membran zwischen den Elektrodenkammern, Elektroden), die gleichzeitig kostengünstig sein müssen.

Die Hauptbarrieren für eine Überführung in eine praktische Anwendung sind derzeit noch zu hohe Kosten, z. B. für Elektrodenmaterialen und ein zu großer Raumbedarf (nach Berechnungen der AG Wichern (Bochum) größer als existierende Belebungsbeckenvolumina; nach Angaben aus dem Projekt Bio-BZ wird pro Einwohnerwert eine Elektrodenfläche von ca. 1 m2 benötigt)

Als Einsatzbereich bieten sich zunächst eher kleinere Kläranlagen an. Dies liegt zum einen an der bisher zu erwartenden Leistungsfähigkeit der Bio-BZ; zum anderen tritt hier keine Konkurrenz um organische Substrate mit vorhandenen Faultürmen auf. Zudem ist aus heutiger Sicht der Einsatz im Bereich kleinerer Volumenströme (Prozesswasser, Zentrat) sinnvoll. Ein weiterer denkbarer Einsatzbereich sind Industrieabwasseranlagen (andere Bedingungen, z. B. sehr hoher CSB in Papierindustrie, Lebensmittelindustrie, etc.). Wesentliche Kriterien werden neben der Wirtschaftlichkeit auch Bedienbarkeit und Betriebsstabilität (Robustheit) sein

Der Workshop hat einen signifikanten Beitrag zu einer guten Vernetzung der Community geleistet. Er stellte aber nur einen ersten Schritt dar, mit den vorhandenen Ergebnissen stärker auf die allgemeine Fachöffentlichkeit und auf die Praxis zuzugehen.

Die Pilotanlage auf der Kläranlage Goslar (im Bau; erstes Modul funktionsbereit) wird ein hervorragendes Demonstrationsobjekt für die Möglichkeit der Gewinnung elektrischer Energie aus Abwasser darstellen. Sie ist die erste Anlage in Deutschland, die auf einer Kläranlage elektrischen Strom aus Abwasser produziert. Da sie modular aufgebaut ist, können verschiedene Konstellationen und Designs parallel getestet werden. Die Anlage kann auch dazu dienen, weitere Forschungsarbeiten durchzuführen und neuen Fragestellungen nachzugehen.