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Untersuchung und Entwicklung einer innovativen Anode für mikrobielle Brennstoffzellen aus mineralischen Verbundwerkstoffen
Untersuchung und Entwicklung einer innovativen Anode für mikrobielle Brennstoffzellen aus mineralischen Verbundwerkstoffen
10.08.18.7-18.25
03.2019
03.2021
abgeschlossen mit Bericht
Ergebnisse
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 | |
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Antragsteller/in : |
TU Darmstadt |
Federführende/r Forscher/in (alternativ Sprecher/in) : |
M. Sc. Shifan Zhang |
Fachbetreuer/in im BBSR : |
Dr. Arnd Rose, WB 3 |
Eckdaten | |
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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 | ||
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Projektvorstellung 1 | 30.06.2020 | Mehr |