Der Pfiffikus liest und wundert sich: Da basteln doch Forscher der Universität Aarhus tatsächlich an Zement herum und packen lebende Bakterien hinein. Nicht etwa, weil sie Langeweile haben, sondern weil sie Gebäude in Stromspeicher verwandeln wollen. Wie das funktionieren soll, ist dem Pfiffikus erst einmal unklar.
Er informiert sich also weiter: Shewanella oneidensis heißt das „Wunder“-Bakterium, Dabei handelt es sich um einen Mikroorganismus, der als Modellorganismus für extrazellulären Elektronentransfer gilt. Und jetzt kommt es: Er kann von Natur aus Elektronen auf Anoden übertragen.
Bewährte Mikroben für neue Zwecke
Die Wahl fiel nicht zufällig auf Shewanella oneidensis. Das Bakterium ist in der Fachwelt bereits als Ganzzellkatalysator in bioelektrochemischen Systemen bekannt, wo es den Elektronenüberschuss seines Stoffwechsels auf Anoden überträgt.
Diese Fähigkeit macht es für die Anwendung in solchen Systemen geradezu prädestiniert. Zusätzlich punktet der Mikroorganismus mit einfacher genetischer Zugänglichkeit – Forscher können ihn daher relativ unkompliziert an verschiedene Produktionsbedingungen anpassen.
Mikrobielle Kraftwerke in der Wand
Und wie wird nun daraus ein Speicher sinniert der Pfiffikus? Das Prinzip der Dänen funktioniert folgendermaßen: Die Bakterien bilden in der Zementmatrix ein Netzwerk von Ladungsträgern, das elektrische Energie speichern und wieder abgeben kann. Aus gewöhnlichen Wänden werden so Kondensatoren.
Damit die Bakterien arbeiten, brauchen sie Futter. Dafür haben die Forscher ein mikrofluidisches Nährstoffsystem entwickelt, das die winzigen Stromerzeuger mit Proteinen, Vitaminen und Salzen bei Arbeitslaune hält. Selbst bei Frost soll das System funktionieren, wie Laborversuche gezeigt hätten.
Postdoc Qi Luo träumt bereits von der praktischen Anwendung: „Wir stellen uns vor, dass diese Technologie in echte Gebäude integriert wird, in Wände, Fundamente oder Brücken.“ Die Bakterien-Wände sollen dann Solaranlagen durch lokale Energiespeicherung unterstützen.
10 kWh aus vier Wänden
Die Rechnung der Forscher klingt in der Tat verlockend: Ein normaler Raum mit bakterienhaltigem Zement könnte bei einer Energiedichte von 5 Wh/kg etwa 10 kWh speichern. Das entspricht dem durchschnittlichen Tagesbedarf eines mitteleuropäischen Haushalts – gespeichert in den Wänden des Wohnzimmers.
Der Pfiffikus sieht hier Potenzial. Denn die Technologie trifft einen Nerv der Zeit. Die begrenzte Verfügbarkeit fossiler Ressourcen erfordert ohnehin die Umstellung auf nachhaltige Alternativen. Herkömmliche Batterien haben auch so ihre Tücken: Sie basieren auf seltenen Materialien wie Lithium und Kobalt, verlieren mit der Zeit an Leistung und sind teuer. Bakterien-Zement dagegen ließe sich in großem Maßstab
produzieren. Ob sich Hausbesitzer künftig dann jedoch Sorgen um das Wohlbefinden ihrer Wandbakterien machen müssen, bleibt abzuwarten.
Ihr
Pfiffikus