Enzymatische Brennstoffzelle

Schwerpunkt dieses Projektes ist die Schaffung von technologischem und Grundlagenwissen für ein kompliziertes enzymatisches Brennstoffzellensystem für in vivo Anwendungen. Das Projekt beinhaltet einen umfassend interdisziplinären Forschungsansatz und kombiniert die Methoden der chemischen Verfahrenstechnik, der Elektrochemie und der organischen Chemie. Aufgrund der kinetischen Limitierungen und der Stabilität, haben aktuelle enzymatische Brennstoffzellen eine sehr niedrige Leistung. Darüber hinaus sind die technisch relevanten Aspekte eines solchen Brennstoffzellensystems kaum untersucht. In diesem Projekt werden die Kinetiken von bio-elektrochemischen Reaktionen auf Modell- und technische Bioelektroden erforscht. Besondere Aufmerksamkeit gilt dabei der Entwicklung einer Bio-Elektrode für technische Anwendungen. Die Mechanismen der Elektroden-Degradation während des Stabilitätstests werden untersucht. Verschiedene Anordnungen der enzymatischen Brennstoffzelle werden getestet und erforscht, sowohl unter stationären als auch dynamischen Bedingungen.Parallel zu der experimentellen Untersuchung einzelner Brennstoffzellekomponenten bzw. der gesamten Zelle, werden mathematische Modellbildungen verschiedener Komplexität verfolgt. Aufgrund des Synergismus zwischen experimenteller und modellbasierter Methoden, wird ein besseres generelles Verständnis der grundlegenden Prozesse erwartet, die für die Limitierung der Brennstoffzellenleistung verantwortlich sind. Das wird letztendlich eine Optimierung des Brennstoffzellesystems ermöglichen.