Trinkwasser und Strom aus organischem Abfall

Bakterien säubern Abwasser und können dabei zugleich Meerwasser entsalzen

Peking (China) - Mit großem Energieaufwand wird heute Meerwasser entsalzt, um beispielsweise die Staaten Arabiens mit Trinkwasser zu versorgen. Viel effizienter könnten diese Aufgabe in Zukunft biologische Brennstoffzellen erfüllen, die amerikanische und chinesische Forscher entwickelt haben. Ihr Prototyp erzeugt bei dem Prozess sogar Strom und reinigt dabei zugleich mit organischen Substanzen verunreinigtes Wasser. Wie die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift "Environmental Science and Technology" berichten, muss der Prozess für eine wirtschaftliche Anwendung allerdings noch optimiert werden.

"Meerwasser kann ohne elektrische Energie und hohen Wasserdrücken entsalzt werden, wenn man organische Substanzen als Treibstoff nutzt", berichten Bruce Logan von der Pennsylvania State University und seine Kollegen von der Tsinghua Universität in Peking. Sie entwickelten dazu eine biologische Brennstoffzelle mit drei statt der sonst üblichen zwei Reaktionskammern. In die äußeren Kammern füllten sie mit organischem Material belastetes Abwasser. Dazwischen fügten sie – abgetrennt über Membranen – eine dritte Kammer für salziges Meer- oder Brackwasser hinzu. In der Abwasserkammer kultivierten die Forscher nun Bakterien, die die organischen Substanzen biologisch abbauten.

Bei diesem Prozess wandern Salzionen des Meerwassers durch die Membran in die Abwasserkammer. Bis zu 90 Prozent der vorher enthaltenen Salzmenge konnte dem Meerwasser so entzogen werden. Parallel wandern über einen Stromkreislauf dieser biologischen Brennstoffzelle Elektronen. Maximal konnte so eine Stromleistung von zwei Watt pro Quadratmeter erzeugt werden.

Für eine wirtschaftliche Anwendung ist diese Bio-Brennstoffzelle allerdings noch nicht ausgereift. Zudem müsste das zu 90 Prozent entsalzte Wasser noch nachbehandelt werden und die Stromausbeute ist relativ gering. Doch mit langlebigen Membranen wäre nach diesem Prinzip eine Entsalzungsanlage möglich, durch die sich in Küstenländern mit drohendem Wassermangel Trinkwasser sehr viel günstiger gewinnen ließe - gekoppelt mit einer Abwasserreinigung.