»Bioelektrochemie«

Elektrisch stimulierte Bakterien produzieren mehr Kraftstoff

27. Juli 2016, 14:04 Uhr | Hagen Lang
Mareike Engel forscht an der TU Kaiserslautern an einer Benzinalternative.
© TU Kaiserslautern

Dass Bakterien der Art Clostridium acetobutylicum Pflanzenfasern zum kraftstoffartigen Butanol vergären, ist bekannt. Dass Sie dies in einem elektrischen Feld viel ergiebiger tun, beschäftigt zur Zeit die Wissenschaft.

Doktorandin Mareike Engel produziert an der TU Kaiserslautern mit Mikroorganismen in einem Vergärungsprozess aus Holz Butanol. »Butanol ist mit seinen chemischen und physikalischen Eigenschaften dem Benzin sehr ähnlich. Dies macht ihn als Kraftstoff interessant. Er kann direkt anstatt Benzin genutzt werden«, so Engel.

»Wir haben festgestellt, dass die Bakterien das Butanol schneller und in größeren Mengen herstellen, wenn wir ein elektrisches Potential anlegen«, so Engel weiter. Was dabei genau geschieht, untersucht die Sechsundzwanzigjährige in ihrer Doktorarbeit. Irgendwie nutzen die Mikroorganismen die beim Stromfluss freiwerdenden Elektronen: »Wir wissen allerdings nur in Grundzügen, was bei diesen Prozessen auf molekularer Ebene abläuft und wie die Elektronen in die Bakterienzellen kommen«, erklärt sie.

»Wir vermuten, dass die Bakterien Nanodrähte bilden und die Elektronen so aufnehmen“, sagt Engel, die vor der Promotion den deutsch-französischen Studiengang Energie- und Antriebstechnik in Rouen und Kaiserslautern absolvierte. Gemeinsam mit Biophysikern des Nano Structuring Centers der TU Kaiserslautern untersucht sie die Bakterien am Rasterelektronenmikroskop genauer, um die bei den Mikroben ablaufenden Prozesse zu klären.

Das Fachgebiet »Bioelektrochemie« steckt noch tief in der Grundlagenforschung. »Erst seit rund zehn Jahren arbeiten Wissenschaftler daran, die beiden Technologien zu verknüpfen«, so Engel. »Es gibt beispielsweise noch keine passenden Bioreaktoren, bei denen elektrochemische Komponenten vorhanden sind. Diese Reaktoren brauche ich aber für die Gärung. Da musste ich selber ein eigenes System bauen.« Die Forschung der Doktorandin mit Pioniergeist fördert das Dechema-Forschungsinstitut in Frankfurt, das selbst zur Bioelektrochemie forscht.


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