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Auszeichnung für Arbeit zu mikrobiellen Brennstoffzellen

Dr. Benjamin Korth (31) hat auf der Helmholtz-Jahrestagung in Berlin einen der sechs Doktorandenpreise erhalten. Der Nachwuchswissenschaftler des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ) widmete sich in seiner Promotion der Energiebilanz von mikrobiellen Brennstoffzellen, die zur Reinigung von Abwässern genutzt werden können, und entwickelte eine Modellierungsplattform, um das Wachstum von elektroaktiven Mikroorganismen zu simulieren. Der Forschungspreis ist mit einem Preisgeld von 5000 Euro dotiert und mit der Förderung eines sechsmonatigen Auslandsaufenthalts verknüpft. In seiner Doktorarbeit mit dem Titel „On the thermodynamics of electroactive microorganisms” hat Korth, der in Jena Biochemie studiert hat, systematisch erfasst, wie viel Energie wirklich im Abwasser steckt. Ihm gelang es, den Brennwert zu beschreiben, der für Ingenieure und Wirtschaftsprüfer eine zentrale Größe ist, um Aussagen zur Energieeffizienz zu treffen. Und er konnte erstmals den Brennwert mit klassischen Abwasseranalyseparametern wie zum Beispiel dem chemischen Sauerstoffbedarf und dem gesamten organischen Kohlenstoff korrelieren. Korths Berechnungen zufolge stecken in Deutschlands Abwässern rund 20 Terawattstunden Energie, die nicht genutzt werden. Am Konzept der mikrobiellen Brennstoffzellen arbeitet am UFZ die Forschungsgruppe „Mikrobielle Bioelektrokatalyse und Bioelektrotechnologie”, die von Dr. Falk Harnisch geleitet wird und in der Korth nach seiner Promotion als Postdoktorand seine Arbeiten fortführt. Die Kernelemente ihrer Forschung sind sogenannte elektroaktive Mikroorganismen, die nicht nur die Energiesenke Abwasser in eine Energiequelle umwandeln, sondern auch zur Entsalzung von Meerwasser und zur nachhaltigen Synthese von Chemikalien aus erneuerbarer Energie genutzt werden können. In seiner Promotion beschrieb Benjamin Korth auch einen bisher nicht bekannten Effekt in der Energiebilanz von elektroaktiven Mikroorganismen, durch den ein beträchtlicher Teil der zur Verfügung stehenden Energie in Wärme umgewandelt wird. Diese sogenannte mikrobielle elektrochemische Peltier-Wärme entsteht durch eine Phasenänderung von Elektronen beim Transfer durch elektroaktive Mikroorganismen. Basis für diese Forschungsergebnisse war ein von ihm und seinem UFZ-Kollegen Dr. Thomas Maskow entwickeltes Bioelektrokalorimeter, mit dem Messmethoden der Kalorimetrie und der Elektrochemie in einem System zusammengeführt wurden. In einem weiteren Projekt entwickelte Korth gemeinsam mit Wissenschaftlern der niederländischen Technischen Universität Delft eine modulare Modellierungsplattform für elektroaktive Mikroorganismen. Damit wurden erstmals unterschiedliche wissenschaftliche Felder wie Elektrochemie, Biologie, Chemie und Thermodynamik in einem Modell kombiniert und das Wachstum von elektroaktiven Mikroorganismen simuliert.

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20170915_002

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