Sie haben einen Biosuperkondensator geschaffen: Wissenschaftler der Ruhr-Universität Bochum und der schwedischen Universität Malmö präsentieren im Fachjournal „Angewandte Chemie“ eine Biobrennstoffzelle, die sowohl effektiv Energie erzeugen als auch speichern kann. „Eine solche Technik könnte zum Beispiel interessant sein für miniaturisierte Geräte, die sich selbst kabellos mit Energie versorgen sollen. Das ist insbesondere für implantierbare miniaturisierte Sensoren wichtig“, sagt Wolfgang Schuhmann vom Bochumer Lehrstuhl für Analytische Chemie.

Polymergel sorgt für Energiefluss

Das Besondere: Der Biosuperkondensator nutzt an den beiden Elektroden Enzyme. So wird mithilfe eines Enzyms an einer Elektrode Glukose zu Treibstoff verbrannt, während an der anderen Elektrode ein Enzym Sauerstoff zu Wasser umsetzt. Um den elektrischen Kontakt zwischen den beiden Elektroden herzustellen, sind die Enzyme in ein elektronenleitendes Gel, auch Redoxpolymer genannt, eingebettet. Beim Aufladen und Speichern der Energie gibt dieses Polymergel an einer Elektrode Elektronen ab und wird dabei positiv aufgeladen. An der anderen Elektrode nimmt es die Elektronen auf und wird so negativ geladen. „Beim Entladeprozess gleichen sich die Ladungen aus, und es fließt ein Strom“, erklärt Schuhmann.

Leichtgewicht mit hoher Kapazität

Mithilfe des enzymatischen Prozesses sind erstmals Energieerzeugung- und speicherung in einem System gekoppelt. Im Test erwies sich die Biobrennstoffzelle dann auch als äußerst stabile und dauerhafte Energiequelle. Sie ist leicht, hat aber eine hohe Kapazität und kann so große Ladungsmengen aufnehmen. Das Fazit der Forscher: „Wir sehen diese Arbeit als Startpunkt für zukünftige Strategien in der Entwicklung von neuen, hochfunktionalen und gleichzeitig kostengünstigen elektrischen Energiequellen auf Biobasis“.

bb