13.04.2022 - Radboud Universiteit Nijmegen

Bakterien erzeugen Strom aus Methan

"Wir schaffen eine Art Batterie mit zwei Anschlüssen, von denen einer ein biologischer Anschluss und der andere ein chemischer Anschluss ist"

Mit Hilfe von Bakterien sollte es möglich sein, Strom zu erzeugen und gleichzeitig die Umwelt von Treibhausgasen zu befreien. In einer neuen Veröffentlichung haben Mikrobiologen der Radboud-Universität gezeigt, dass es möglich ist, Methan verbrauchende Bakterien im Labor zur Stromerzeugung zu bringen.

Die Bakterien, Candidatus Methanoperedens, nutzen Methan zum Wachstum und kommen natürlich in Süßwasser wie Gräben und Seen vor. In den Niederlanden gedeihen die Bakterien vor allem dort, wo das Oberflächen- und Grundwasser mit Stickstoff verunreinigt ist, da sie Nitrat benötigen, um Methan abzubauen.

Die Forscher wollten zunächst mehr über die in dem Mikroorganismus stattfindenden Umwandlungsprozesse erfahren. Außerdem waren sie neugierig darauf, ob es möglich wäre, ihn zur Energiegewinnung zu nutzen. "Das könnte für den Energiesektor sehr nützlich sein", sagt die Mikrobiologin und Autorin Cornelia Welte. "In den heutigen Biogasanlagen wird das Methan von Mikroorganismen produziert und anschließend verbrannt, was eine Turbine antreibt und so Strom erzeugt. Weniger als die Hälfte des Biogases wird in Strom umgewandelt, und das ist die maximal erreichbare Kapazität. Wir wollen prüfen, ob wir mit Mikroorganismen mehr erreichen können.

Eine Art Batterie

Andere Mikrobiologen aus Nijmegen haben bereits gezeigt, dass es möglich ist, mit Anammox-Bakterien, die während des Prozesses Ammonium statt Methan verwenden, Strom zu erzeugen. "Der Prozess in diesen Bakterien ist im Grunde derselbe", sagt die Mikrobiologin Heleen Ouboter. "Wir schaffen eine Art Batterie mit zwei Anschlüssen, von denen einer ein biologischer Anschluss und der andere ein chemischer Anschluss ist. Wir züchten die Bakterien auf einer der Elektroden, an die die Bakterien Elektronen abgeben, die bei der Umwandlung von Methan entstehen."

Mit diesem Ansatz gelang es den Forschern, 31 Prozent des Methans in Strom umzuwandeln, aber sie streben nach höheren Wirkungsgraden. "Wir werden uns weiter darauf konzentrieren, das System zu verbessern", sagt Welte.

  • Methane-dependent extracellular electron transfer at the bioanode by the anaerobic archaeal methanotroph ‘Candidatus Methanoperedens; Frontiers in Microbiology; 2022

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