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Erneuerbare Energien Urin könnte als unbegrenzte Stromquelle dienen

Franz Graser

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„Urin liefert Strom für Handys“ meldet heute der Nachrichtensender n-tv auf seinem Online-Portal. Eine typische Sommer-Schlagzeile? ELEKTRONIKPRAXIS hat ein wenig genauer nachgesehen.

„Der Arzt mit der Urinflasche“ - ein Bild des französischen Barockmalers Trophime Bigot (1579 - 1650).(Bild: Public Domain)
„Der Arzt mit der Urinflasche“ - ein Bild des französischen Barockmalers Trophime Bigot (1579 - 1650).
(Bild: Public Domain)

Die Geschichte ist nicht ganz neu: Vor knapp zwei Jahren meldete die ehrwürdige britische Royal Society of Chemistry (RSC) auf ihrem Portal: „Pee-powered fuell cell turns urine to energy“, zu Deutsch etwa: „Harnbetriebene Brennstoffzelle verwandelt Urin in Energie.“

Hinter dieser Schlagzeile steckt ein Forscherteam unter Leitung von Ioannis Ieropoulos und John Greenman vom Bristol Robotics Laboratory. Die Wissenschaftler wollten wissen, ob die biologischen Prozesse, die in Kläranlagen bei der Zersetzung organischer Stoffe ablaufen, auch zur Energieerzeugung genutzt werden können. Hierbei werden Bakterien eingesetzt. In einer Versuchsanordnung bauten die britischen Forscher eine Brennstoffzelle, für die Urin quasi als Treibstoff dient.

Die Schemazeichnung der Versuchsanordnung demonstriert, dass die Mikroorganismen als Biofilm eingesetzt werden, der die Anode der Brennstoffzelle umgibt. Beim Abbau der organischen Stoffe aus dem Harn geben die Bakterien Elektronen ab.

Die Forscher geben an, dass eine Brennstoffzelle aus 25 Millilitern Harnstoff über drei Tage einen Strom von 0,25 Milliampere generieren kann. Der (menschliche oder tierische) Urin, der in Haushalten oder auf Bauernhöfen erzeugt wird, könnte daher dazu genutzt werden, Hunderttausende solcher Zellen zu betreiben.

Was ist mit der praktischen Umsetzung? Die RSC zitiert Lars Angenent, den Direktor des Labors für Agricultural Waste Management der renommierten Cornell University in Ithaca im US-Bundesstaat New York. Angenent bezweifelt zum einen, dass sich die Stromerzeugung aus Urin rechnen wird – „sie [die Forscher aus Bristol, d. Red.] haben zwar gezeigt, dass es funktioniert – aber ist das Verfahren auch wirtschaftlich?“

Und zum zweiten sieht der US-Wissenschaftler ein gesellschaftliches Problem. Menschen müssten ihren Urin sammeln und abführen, um genug Rohstoff zur Verfügung zu haben. „Das würde ein soziales Umdenken erfordern“, so Angenent.

Der US-Wissenschaftler sieht jedoch eine Möglichkeit, die Kosten einzuspielen. Der Harnstoff aus dem Urin könnte durch Elektrolyse in Wasserstoff aufgespalten werden, der dann für die Stromerzeugung in konventionellen Wasserstoff-betriebenen Brennstoffzellen genutzt werden könnte.

Die Urin-betriebene Brennstoffzelle basiert auf dem Prinzip, dass Bakterien die organischen Stoffe im Urin abbauen und dabei Elektronen abgeben. In der dargestellten Versuchanordnung bilden die Bakterien einen Biofilm, der die Anode der Brennstoffzelle umschließt.(Quelle: RSC)
Die Urin-betriebene Brennstoffzelle basiert auf dem Prinzip, dass Bakterien die organischen Stoffe im Urin abbauen und dabei Elektronen abgeben. In der dargestellten Versuchanordnung bilden die Bakterien einen Biofilm, der die Anode der Brennstoffzelle umschließt.
(Quelle: RSC)

Der Bristoler Forscher Ieropoulos schlägt deshalb ein kaskadierendes Verfahren vor: Zuerst soll aus dem Harnstoff, der von den Bakterien nicht abgebaut werden kann, per Elektrolyse Wasserstoff gewonnen werden. Die übrig bleibenden organischen Bestandteile des Urins sollten dann per biologischer Brennstoffzelle für die Stromerzeugung genutzt werden.

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