Adrian Lobe

Die Idee, aus Käse Energie zu gewinnen, klingt zunächst etwas abwegig. Schliesslich dient das Milchprodukt primär als Lebensmittel. Dass Käse jedoch mehr ist als geronnene Milch, zeigten unlängst griechische Wissenschafter auf. Den Forschern ist es gelungen, Abfallprodukte aus der Milcherzeugung für Brennstoffzellen nutzbar zu machen.

Abfallprodukt als Energiespender

In einem speziellenVerfahren konnten die Forscher aus tierischer Molke Energie gewinnen. Dabei machten sie sich eine besondere Eigenschaft des Stoffes zunutze: Das Abfallprodukt, das bei der Herstellung von Käse entsteht, ist reich an Laktose.

Diese Zuckerform lässt Bakterien Energie erzeugen. «Es war uns möglich, Zellen mit bakteriellen Kulturen zu züchten, die den Milchzucker konsumieren und dabei Energie freisetzen», erklärt die Biochemikerin Georgia Antonoupoulou von der Universität Patras in Griechenland. Der Kunstgriff: Die Energie, die bei diesem chemischen Zersetzungsprozess frei wird, kann den Zellkulturen abgerungen und genutzt werden.

Teure Entsorgung plötzlich lukrativ

Eigentlich ist der organische Gehalt der Molke umweltschädlich. Viele Behörden erteilen den Fabriken strenge Auflagen im Umgang mit dem Abfallprodukt. Die Betriebe müssen die Molke oftmals auf eigene Kosten entsorgen. Und das kann richtig teuer werden. Bei einer durchschnittlich grossen griechischen Feta-Käserei fallen jedes Jahr rund 4000 Tonnen Molke an, schätzt Antonoupoulou. Die Kosten für die Entsorgung betragen bisweilen mehrere tausend Euro.

Die Entwicklung der Bio-Brennstoffzellen verspricht, dieses Beseitigungsproblem zu beheben. Auch Brauereien könnten von dem Modell profitieren. Denn beim Gärungsprozess von Alkohol entstehen Gase, die in komplexen Filtrationsanlagen abgeführt werden müssen und gleichermassen zu Energie verwertet werden können.

Whisky-Fabrik machts vor

Vorreiter dieser Technik ist eine Whisky-Fabrik im schottischen Bruichladdich. Dort wandelt eine Anlage die bei der Destillation von Whisky entstehenden Gase in Strom um und speist diesen in das örtliche Energienetz ein. Das Wirtschaftsmagazin «Economist» lobte diese Einrichtung und schwärmte vom «grünen Whisky».

Die Funktionsweise von Brennstoffzellen folgt indes einem anderen Ablaufmuster. Bei den Brennstoffzellen wird katalytisches Material verwendet, das einen Brennstoff (zum Beispiel Wasserstoff) oxidiert und dabei einen Elektronenfluss zwischen den Elektroden freisetzt.

Die Biozellen funktionieren nach demselben Prinzip wie herkömmliche Brennstoffzellen – mit dem Unterschied, dass die chemischen Reaktionen von Bakterien ausgehen, die ohne Sauerstoffzufuhr das ihnen vorgelegte «Brenn»-Material abbauen und dabei Elektrizität erzeugen.

«Theoretisch müssten die Brennstoffzellen mit jedem Material funktionieren», sagt Chris Melhuish, Direktor des Bristol Robotics Laboratory in Grossbritannien. Die Briten experimentieren derzeit mit raffinierten Kraftstoffen, zum Beispiel mit einem Stoff mit synthetisiertem Glukosezucker, womit die Brennstoffzellen effizienter arbeiten sollen.

Strommengen noch gering

Das Team um Antonoupoulou, das aus dem Abfallprodukt Molke Energie zog, testet nun, ob die Energieerzeugung auch auf der Grundlage einer Mikrokultur aus Abwasseranlagen funktioniert.

Der Haken bei all diesen alternativen Energiegewinnungs-Projekten ist: Die Strommengen, die bei diesem Verfahren erzeugt werden, reichen gerade mal für die Nutzung eines Mobiltelefons.

Um noch mehr Energie abzuschöpfen, versuchen deshalb verschiedene Wissenschafter, die Oberflächen der Elektroden zu vergrössern. Das würde die Produktivität der Zellen deutlich erhöhen.