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Untersuchung und Entwicklung einer innovativen Anode für mikrobielle Brennstoffzellen aus mineralischen Verbundwerkstoffen

Ergebnisse

Projektbeschreibung

Projektbeteiligte

Eckdaten

Projektetage der Bauforschung

Untersuchung und Entwicklung einer innovativen Anode für mikrobielle Brennstoffzellen aus mineralischen Verbundwerkstoffen


Projektnummer
10.08.18.7-18.25
Projektbeginn
03.2019
Projektende
03.2021
Projektstatus
abgeschlossen mit Bericht

Ergebnisse

Quelle: TU Darmstadt

Substratschichten von Dachbegrünungen können durch mikrobielle Brennstoffzellen (MBZ) für die Erzeugung erneuerbaren Stroms genutzt werden. Allerdings haben bisherige Ansätze im Vergleich zur Photovoltaik niedrige Wirkungsgrade und starke Schwankungen in der Stromproduktion.

Ziel des Projekts war die Entwicklung eines kostengünstigen Anodenmaterials für mikrobielle Brennstoffzellen auf mineralischer Basis. Für eine verbesserte Stromproduktion sollten die Leitfähigkeit und die Ansiedlungsbedingungen für die stromproduzierenden Bakterien verbessert und erste Umsetzungsmöglichkeiten für den Einsatz mikrobieller Brennstoffzellen an Fassaden oder Dachflächen zur Stromproduktion am Gebäude aufgezeigt werden.

Es wurden unterschiedliche mineralische Anodenmaterialien hergestellt und analysiert. Anhand eines Musteraufbaus einer Brennstoffzelle wurden Vergleichstests der verschiedenen Materialien bezogen auf die Parameter Aktivierungsverluste, Ohmsche Verluste und bakterielle Stoffwechselverluste durchgeführt. Abschließend wurde ein funktionsfähiger Demonstrator entwickelt.

Eine Anode aus einem Geopolymer mit Graphitzugabe erzielte hinsichtlich der maximalen Stromproduktion die besten Werte, die höher ausfielen als bei der Referenzanode aus reinem Graphit. Die mineralische Anode konnte durch Serien-Parallelschaltung mehrerer MBZs erfolgreich in einem bepflanzten Demonstrator auf Basis einer Drainplatte getestet werden.

Projektbeteiligte
Antragsteller/in :

TU Darmstadt
Karolinenplatz 5
64289 Darmstadt

Federführende/r Forscher/in (alternativ Sprecher/in) :

M. Sc. Shifan Zhang
Prof. Dr.ir. E.A.B. Koenders
Institut für Werkstoffe im Bauwesen
Technische Universität Darmstadt
Franziska-Braun-Str.3
64287 Darmstadt

Fachbetreuer/in im BBSR :

Dr. Arnd Rose, WB 3

Eckdaten
Schlagworte zum Projekt : Mikrobielle Brennstoffzellen, Anode, Mineralische Verbundwerkstoffen
Einordnung in Zukunft Bau : Forschungsförderung, Gebäudegrün, Neue Materialien und Techniken, Energieeinsparung/ -gewinnung, Forschungsbericht
Bundesförderung in EUR : 132.890,35
Projektetage der Bauforschung
Projektvorstellung 1 30.06.2020 Mehr