Die wichtigsten Nicht-Meldungen des kommenden Jahres

Jahrgang 17, Nr. 1/13 (Januar/Februar)
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Zähe Mikroorganismen
Waren Sie schon mal am Lake Vida? Nein? Da haben Sie
wohl auch nicht viel versäumt. Dieser See liegt in der Antarktis,
wo es monatelang dunkel ist. Er ist so salzig, dass er
selbst bei -13 °C nicht zufriert, dafür aber liegt er unter einer
20 m dicken Eisschicht – und das seit etwa 2.800 Jahren.
Aber in diesem Wasser gibt es Leben. Keine Salzheringe,
sondern Mikroorganismen, die sich offenbar unter diesen
Bedingungen recht wohl fühlen und sich vermehren.
Wovon leben die? Die Umgebung, in der die Extrembakterien
leben, ist ziemlich einzigartig: Das Wasser enthält neben
den großen Salzmengen sehr viel gelöstes Lachgas
sowie andere Stickstoffverbindungen wie Ammoniak, Nitrit
und Nitrat. Auch molekularer Wasserstoff ist in hohen Konzentrationen
vorhanden. Ebenfalls stark vertreten sind
gelöste Metalle, vor allem Eisen, und sowohl anorganische
als auch organische Kohlenstoffverbindungen.
Es sei denkbar, dass die Energie für die Mikroben vor allem
durch ständige Reaktionen der Sole mit dem stark eisenhaltigen
Gestein des Bodens zur Verfügung gestellt wird,
mutmaßen die Forscher. So könnte eine Oxidation der
Eisensalze, gekoppelt mit einer Reduktion von Nitrit und
Nitrat, molekularen Wasserstoff erzeugen, der dann einigen
dieser Organismen als Energiequelle für den Nährstoffaufbau
dient. Diese Mikroben könnten dann die Nährstoffe für
Bakterien zur Verfügung stellen, die andere Stoffwechselwege
verwenden, spekulieren die Wissenschaftler.
A. E. Murray, F. Kenig, Ch. H. Fritsena, Ch. P. McKay, K. M. Cawley,
R. Edwards, E. Kuhn, D. M. McKnight, N. E. Ostrom, V. Peng, A. Ponce,
J. C. Priscu, V. Samarkin, A. T. Townsend, P. Wagh, S. A. Young,
P. T. Yung, P. T. Doran: „Microbial life at -13 °C in the brine of an ice-sealed
Antarctic lake“, PNAS 109 (2012) 20626–31
Brennstoffzelle mit Nachbrenner
Eine Brennstoffzelle erzeugt bekanntlich Strom – und Wärme.
Kann man die Wärme nutzbringend verwenden, ist es
gut. Aber oft ist mal allein am Strom interessiert und hat
dann das Problem, die Wärme irgendwie loszuwerden. Aber
auch hier ist noch was drin.
Auch Abwärme einer Brennstoffzelle lässt sich in Strom
verwandeln. Im Projekt HITTEC entwickeln Forschende der
Schweizer Empa in strategischer Partnerschaft mit der Hexis
AG einen thermoelektrischen Konverter (TEC), der Brennstoffzellensysteme
effizienter macht: Bis zu 10 % Extraleistung
sollen sie dadurch liefern. Dafür müssen allerdings
geeignete Materialien entwickelt werden, die den unterschiedlichsten
Anforderungen genügen.
Wandelt eine Festoxid-Brennstoffzelle (Solid Oxide Fuel Cell,
SOFC) chemisch gebundene Energie in elektrischen Strom
um, entstehen Temperaturen bis zu 900 °C. Diese Abwärme
wird derzeit lediglich zur Warmwasserbereitung eingesetzt.
Daraus Strom zu gewinnen erhöht nicht nur den Wirkungsgrad
des Brennstoffzellen-Systems. Hocheffiziente Energiewandlungstechnologien
helfen darüber hinaus am effektivsten,
unsere fossilen und erneuerbaren Ressourcen
einzusparen.
Thermoelektrischer Konverter (Foto: Empa)
TECs sind bereits im Handel erhältlich. Wie Heftpflaster werden
sie auf wärmeabstrahlende Wände von Motoren oder
Öfen „geklebt“. Sie bestehen aus zwei unterschiedlichen
Halbleitermaterialien. Sind diese unterschiedlich warm, so
wandern die Elektronen von der einen zur anderen Seite.
Das kann zur Stromproduktion genutzt werden. Doch bei
300 °C ist für gängige TEC-Module heute Schluss. Neue
Hochtemperatur-Thermoelektrika (High Temperature Thermoelectric
Converter, HITTEC) müssten jedoch nicht nur
temperaturresistent sein, sondern darüber hinaus einige
widersprüchliche Eigenschaften vereinen: Sie müssen etwa
elektrisch leitfähig sein wie Metalle und über hohe thermoelektrische
Kräfte wie Halbleiter verfügen und dürfen dabei