{"id":1043041,"date":"2026-05-24T13:08:22","date_gmt":"2026-05-24T13:08:22","guid":{"rendered":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/1043041\/"},"modified":"2026-05-24T13:08:22","modified_gmt":"2026-05-24T13:08:22","slug":"mikroben-erzeugen-strom-im-meer-und-ersetzen-teure-batterien","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/1043041\/","title":{"rendered":"Mikroben erzeugen Strom im Meer und ersetzen teure Batterien"},"content":{"rendered":"

Unterwasser-Sensoren liefern wichtige Daten f\u00fcr K\u00fcstenschutz, Meeresforschung und Sicherheit von K\u00fcstenbewohnern. Sie messen Temperaturen, verfolgen Tierwanderungen und registrieren Ger\u00e4usche unter Wasser. Solche Systeme helfen auch dabei, Sturmfluten fr\u00fcher zu erkennen, marine Hitzewellen besser zu \u00fcberwachen und langfristige Klimaver\u00e4nderungen in schwer erreichbaren Regionen zu dokumentieren.<\/p>\n

Au\u00dferdem spielen sie beim Schutz kritischer Infrastruktur wie Unterseekabeln oder Pipelines eine wichtige Rolle. Das gr\u00f6\u00dfte Problem in der Nutzung dieser Ger\u00e4te ist erstaunlich schlicht: Irgendwann ist die Batterie leer. Ist der Akku ersch\u00f6pft, m\u00fcssen Schiffe ausr\u00fccken, Sensoren geborgen und Batterien ersetzt werden. Das kostet Zeit und Geld.<\/p>\n

Mikroben sollen Unterwasser-Sensoren mit Strom versorgen<\/p>\n

Forscher arbeiten deshalb an einer ungew\u00f6hnlichen L\u00f6sung: Mikroben sollen die Batterien k\u00fcnftig \u00fcberfl\u00fcssig machen. Die winzigen Organismen k\u00f6nnten dabei selbst zu Stromlieferanten f\u00fcr Unterwasser-Sensoren werden.<\/p>\n

Sie wandeln organisches Material im Wasser in elektrische Energie um, mit der die Sensoren betrieben werden k\u00f6nnen. Die Untersuchung stammt von der Michigan Technological University<\/a> und l\u00e4uft im Rahmen des Programms BLUE (\u201eBioLogical Undersea Energy\u201c) der US-Forschungsagentur DARPA<\/a>.<\/p>\n

Wie mikrobielle Brennstoffzellen im Meer Strom erzeugen<\/p>\n

Die Technik basiert auf sogenannten mikrobiellen Brennstoffzellen. Solche Systeme kennt man bereits aus Kl\u00e4ranlagen<\/a>. Dort finden Mikroben viele N\u00e4hrstoffe und k\u00f6nnen leicht Energie erzeugen. Im Meer ist das deutlich schwieriger.<\/p>\n

\u201eDie Grundidee ist, dass Mikroben w\u00e4hrend ihres Stoffwechsels Elektronen bewegen\u201c, erkl\u00e4rt die Biologin Amy Marcarelli<\/a>, Projektleiterin an der Michigan Tech. In einer Brennstoffzelle wandern diese Elektronen von einer Anode zu einer Kathode. Dabei entsteht nutzbarer Strom.<\/p>\n

Das Problem liegt im Meerwasser selbst. Es enth\u00e4lt deutlich weniger organisches Material als Abwasser. Gleichzeitig ist dort viel mehr Sauerstoff vorhanden. Aber zu viel Sauerstoff st\u00f6rt die Stromproduktion. \u201eWenn Sauerstoff vorhanden ist, nutzen Mikroben ihn zur Zellatmung, weil sie daraus die meiste Energie gewinnen\u201c, sagt Marcarelli. F\u00fcr die Batterie bleibt dadurch weniger elektrische Energie \u00fcbrig.<\/p>\n

Aktivkohle als Schl\u00fcssel zu mehr Effektivit\u00e4t<\/p>\n

Damit das System trotzdem funktioniert, nutzt das Team granulierte Aktivkohle. Sie sammelt organische Stoffe aus dem Wasser und bietet den Mikroben gleichzeitig eine Oberfl\u00e4che zum Wachsen. Jennifer Becker<\/a>, Co-Projektleiterin und Professorin f\u00fcr Umwelt- und Geotechnik, beschreibt den Stoff vereinfacht als ein \u201ereichhaltigeres Essen\u201c f\u00fcr die Organismen.<\/p>\n

Die Bakterien bilden auf der Aktivkohle sogenannte Biofilme. Dort entstehen kleine sauerstoffarme Bereiche. In diesen Zonen k\u00f6nnen die Mikroben weiter Energie erzeugen, auch wenn im Wasser reichlich Sauerstoff vorhanden ist. Die Aktivkohle \u00fcbernimmt noch eine zweite Aufgabe. Sie speichert Elektronen wie ein kleiner Kondensator. Das hilft, Schwankungen in der Stromproduktion auszugleichen.<\/p>\n

Die Leistung der Bio-Batterie schwankt<\/p>\n

Beim Einpumpen von Meerwasser sinkt die Leistung der Brennstoffzelle zun\u00e4chst deutlich. Erst wenn der Sauerstoff verbraucht ist, steigt sie wieder. Die Forscher nennen das ein \u201eS\u00e4gezahn-Muster\u201c. Dieses st\u00e4ndige Auf und Ab senkt die durchschnittliche Stromproduktion. Deshalb versucht das Team, gespeicherte Elektronen aus der Aktivkohle gezielt wieder freizusetzen.<\/p>\n

\u201eWir haben das tats\u00e4chlich nachgewiesen, und das ist einer der Gr\u00fcnde, warum DARPA unser Projekt finanziert hat\u201c, sagt Becker. Ganz einfach ist das nicht: Mikroben brauchen selbst einen gro\u00dfen Teil der Energie zum \u00dcberleben. Nur der Rest kann genutzt werden. \u201eEs gibt nur eine begrenzte Menge Energie, die man aus einer mikrobiellen Brennstoffzelle holen kann.\u201c<\/p>\n

Trotz erfolgreicher Tests: Das Meer selbst bleibt die gr\u00f6\u00dfte Herausforderung<\/p>\n

Die ersten Prototypen der Bio-Batterien waren noch gro\u00df und schwer:<\/p>\n