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Alles dreht sich ... um nachhaltige Energien

grüne Erde mit Energiesymbolen


Rotierende Hochhäuser, elektrochemisch aktive Bakterien und gefräßige Mikroben als alternative Energiegewinnungsmöglichkeiten 

Werner Müller auf den Spuren des Megatrends „Energie, Klimawandel und Nachhaltigkeit“


Um den Energiehunger der Welt auf eine nachhaltige Art und Weise zu stillen, müssen neue Lösungen gefunden werden. Mittlerweile dreht sich auch sehr viel um alternative Energiegewinnungsmöglichkeiten, was angesichts der sich zuspitzenden Klimalage wichtig und richtig ist. Dabei lässt sich nicht nur die Wissenschaft innovative Konzepte einfallen. Auch die Architektur spielt eine tragende Rolle – oder vielmehr eine rotierende –, wie Sie sogleich lesen können. Werner Müller, Energieexperte und Innovation Scout bei in-manas, hat sich für uns auf die Suche gemacht: im Großen wie im Kleinen. Daher sollten Sie nicht überrascht sein, dass neben riesigen Turbinen auch winzige Bakterien und umprogrammierte Hefe für mehr Strom und Treibstoff sorgen.



Konzept für rotierendes Hochhaus zur Stromerzeugung

Dubai steht für viele innovative Baukonzepte, aber dieses Projekt kann wirklich als revolutionär bezeichnet werden: ein rotierendes Hochhaus, das ähnlich einer riesigen Windturbine Strom erzeugt. Der vom Architekten Hayri Atak entworfene Squall Tower besteht – bisher auf dem Papier – aus drei schleifenförmigen Haupttürmen, die ähnlich einer in kleinem Maßstab auch schon bei Amazon erhältlichen Turbine mit vertikaler Drehachse – einer sogenannten Maglev-Turbine – auf einer Drehplattform stehen. Die Aerodynamik der Haupttürme sorgt dafür, dass diese sich im Wind drehen und die Plattform dadurch rotiert und die Generatoren antreibt. Derzeit ist weder bekannt, wie hoch diese rotierenden Türme sein werden, noch, ob sie überhaupt gebaut werden. Falls sich die Stadt Dubai oder eine andere Stadt für den Bau des Squall Tower entscheiden sollte, würde das neuartige Gebäude mit Sicherheit ein Touristenmagnet werden. [1]


Abwasserreinigung mit Bakterien erzeugt Strom

Bakterielle Abwasserreinigung und Gewinnung von Biogas durch den Stoffwechsel der Mikroorganismen ist nichts Neues, geht aber mit dem Kompromiss einher, dass das Wasser dabei nicht gefiltert werden kann und eine Nachbehandlung benötigt. Ein Team um Forscher der McKelvey School of Engineering an der Washington University in St. Louis hat nun beide Schritte kombiniert – Filterung und Energiegewinnung. Die Wissenschaftler entwickelten eine mikrobiologische Batterie, bei der elektrochemisch aktive Bakterien als Elektrode eingesetzt werden, die die organischen Substanzen aus dem Wasser verdauen und dabei Strom produzieren. Zusätzlich wurde zur Filterung eine durchlässige Kohlenstoffmatte verwendet, um gemeinsam mit den Bakterien einen Reinigungsgrad von 85 bis 90 % zu erreichen. Das ist ausreichend, um den Rest als Nutzwasser ohne weitere Schritte weiterzuverwenden und dabei gleichzeitig einen Teil der für den Prozess notwendigen Energie zurückzugewinnen. Um die richtigen Bakterien zu finden, haben die Forscher einfach diejenigen bevorzugt, die in einer Versuchsanordnung den Auswahlprozess überlebt und dabei Energie produziert haben. [2]


Mit umprogrammierter Hefe aus Holzabfällen Biotreibstoffe produzieren

Die Produktion von Biotreibstoffen aus Weizen und anderen Erntepflanzen ist limitiert und kann aus vielen Gründen den Einsatz von fossilen Brennstoffen nie komplett substituieren. Weltweit suchen Forscher permanent nach Quellen für Biotreibstoffe, deren Anbau nicht in Konkurrenz zur Lebensmittelversorgung steht. Holz und Holzabfälle würden sich hier ideal anbieten, wäre da nicht ein chemischer Prozess, bei dem bei der Verarbeitung des Holzes auch Aldehyde freigesetzt werden, die eine toxische Wirkung auf die helfenden Mikroben haben. Diese Mikroben in Form von Hefe werden im letzten Schritt zur Herstellung von Ethanol benötigt. Forscher des MIT haben nun einen Prozess gefunden, der Hefezellen gegen die Wirkung der Aldehyde immunisiert und damit jeden beliebigen zellulosehaltigen Rohstoff nutzbar macht. Sie wandeln dafür die Aldehyde mithilfe von Enzymen in Alkohol um und setzen dann jene Bakterien ein, die sie bereits in früheren Forschungsprojekten „alkoholverträglich“ gemacht haben. Konkrete Versuche haben eine hohe Ethanolausbeute aus Rohstoffen wie Weizengras, Weizenstroh oder Maisstroh ergeben, und den Mikroben ist es letztlich egal, womit sie gefüttert werden. [3]

Was in Dubai noch in den Sternen steht, könnte genauso gut an unserem „Planungshorizont“ erscheinen, oder etwa nicht? Und an Bakterien und Holzabfällen sollte es uns auch nicht fehlen! Also – Ärmel hoch und ran das Thema: mit viel Energie und Inspiration für eine nachhaltigere Zukunft! 

Werner Müller und das gesamte in-manas-Team

II

 

QUELLEN UND LESETIPPS

[1] Hochhaus der Zukunft nutzt Wind – Wolkenkratzer in Dubai erzeugt durch Rotation Energie

[2] Wastewater treatment system recovers electricity, filters water

[3] Engineered yeast could expand biofuels' reach


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Der Autor

Foto: Werner Müller
Werner Müller
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Der „energiegeladene“ und erfahrene Unternehmensberater ist bei in-manas nicht nur als Associate Partner tätig, sondern begibt sich auch für unseren Innovationskompass laufend auf die Suche nach den neuesten Entwicklungen in den Bereichen „Chemie & Rohstoffe“, „Produktion & Mechatronik“ sowie „Energie & Umwelt“. Zudem gehören „Medizin & Gesundheit“ und „Architektur & Bau“ zu seinen Interessensgebieten. Immer wieder lassen wir Sie im Rahmen dieser Blogserie an ausgewählten Recherche-Ergebnissen bzw. Innovation Insights teilhaben.