Sieger Deutscher Nachhaltigkeitspreis Forschung 2018

Die bio-elektrochemische Brennstoffzelle als Baustein einer energie-erzeugenden Abwasserbehandlungsanlage (BioBZ): vom Stromfresser zum Kraftwerk

  

Hintergrund
Klärwerke zählen zu den großen Energieverbrauchern unserer Gesellschaft. Dabei bieten sie durch den Energiegehalt im Abwasser eigentlich großes Potential, zu Energieerzeugern zu werden, das bislang nicht hinreichend und effektiv genutzt wird. Um die Trendwende einzuleiten, sind daher innovative Behandlungskonzepte gefragt, um Abwasseranlagen zu wertvollen Strom- und Rohstofflieferanten zu wandeln und dabei gleichzeitig die Reinigungsqualität zu verbessern.
Weitere Informationen: http://www.bio-bz.de 

Kurzbeschreibung des Projektes
Forscher des CUTEC Umwelttechnik Forschungszentrums der Technischen Universität Clausthal verfolgen einen neuartigen Systemansatz, um die Energiewende in der Abwasserbehandlung zu ermöglichen. Kernstück der innovativen Anlage ist eine bio-elektrochemische Brennstoffzelle, die ohne die bisher üblichen Umwege über den Faulprozess elektrische Energie gewinnen kann. Mit Hilfe von Mikroorganismen, die als Biokatalysatoren genutzt werden, erzeugt die Brennstoffzelle aus dem Abwasser auf direktem Wege elektrischen Strom und/oder Wasserstoff. Statt aufwendig über die Faulung des Abwassers/Klärschlamms und die anschließende Nutzung des anfallenden Faulgases zu arbeiten, braucht die BioBZ lediglich einen Schritt und

integriert die Stromerzeugung direkt in den mikrobiellen Abbauprozess der im Wasser enthaltenen Inhaltsstoffe. Dadurch reduziert sich nicht nur der Energieaufwand, sondern außerdem erhöht sich der Wirkungsgrad der Stromgewinnung, aber auch der Reinigung erheblich. So wird gleichzeitig ein Beitrag zur verbesserten Abwasserreinigung geleistet, indem zusätzlich Mikroschadstoffe (teil)eliminiert werden.

Die Ergebnisse bescheinigen die Wirkungsweise: Bereits nach zwei- bis dreijährigem Betrieb liegt eine deutliche CO2-Senkung vor. Über zwei Drittel des Rohabwassers wandelt die BioBZ zu Strom mit ca. 12% Wirkungsgrad um, etwa soviel Strom wie die Kläranlage bisher verbrauchte.

Nominierungsbegründung der Jury
Dem CUTEC Umwelttechnik Forschungszentrum der Technischen Universität Clausthal und seinen Partnern ist es gelungen, einen Weg aufzuzeigen, kommunale Abwasseranlagen in regenerative Energiequellen umzuwandeln. So können die „Stromfresser“ Kläranlagen als strom- oder wasserstoffliefernde Anlagen betrieben und gleichzeitig die Reinigungsleistung verbessert werden – ein elementarer Beitrag für eine energieeffiziente und ressourcenschonende Wasserwirtschaft.

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