Im Rahmen des fachpraktischen Unterrichts wurde am tgm in Kooperation mit der Firma Biofaction (https://www.biofaction.com) ein innovatives Projekt zur nachhaltigen Energiegewinnung gestartet, bei dem mikrobielle Brennstoffzellen (Microbial Fuel Cells, MFCs) im Mittelpunkt standen. Diese biologischen „Batterien“ nutzen die Stoffwechselprozesse von Mikroorganismen, um elektrische Energie zu erzeugen, und bieten damit einen spannenden Zugang zu zukunftsweisenden Technologien im Bereich der erneuerbaren Energien.

Drei Klassen des 4. Jahrgangs der Abteilung Biomedizin- und Gesundheitstechnik nahmen an dem Workshop teil, bei dem der Bau der MFCs gezeigt wurde. Zu Beginn wurden Anoden und Kathoden in kleinen Bechern vorbereitet und mit Drähten kontaktiert, um den Elektronenfluss nach außen zu ermöglichen. Als Elektroden dienten Carbonfasern, die sich durch ihre große Oberfläche und gute Leitfähigkeit besonders gut für diesen Zweck eignen. Zwischen Anode und Kathode wurde ein elektrischer Stromkreis aufgebaut, in den Widerstände integriert wurden, um die Stromstärke gezielt zu regulieren und messbar zu machen. Die Schülerinnen und Schüler stellten auch ein geeignetes Nährmedium her, holten anaerobe Bakterien aus Donauschlamm und brachten diese Mikroorganismen in die vorbereiteten Systeme ein, wo sie organische Stoffe abbauen und dabei Elektronen freisetzen. Gemeinsam gelang es den Schüler:innen, mehrere funktionierende mikrobielle Brennstoffzellen zu bauen.

Im weiteren Verlauf wurden die einzelnen MFCs in Serie geschaltet, um eine höhere Gesamtspannung zu erreichen. Über mehrere Tage hinweg führten die Schülerinnen und Schüler Messungen von Spannung und Stromstärke durch und dokumentierten die Entwicklung der Leistungsfähigkeit ihrer Systeme. Die gewonnene Energie reichte schließlich aus, um eine kleine Wetterstation zu betreiben, wodurch ein konkreter Alltagsbezug hergestellt werden konnte.

Ein weiterführender Schwerpunkt des Projekts liegt in der geplanten Kombination der mikrobiellen Brennstoffzellen mit einer Hydroponik-Anlage (https://www.mi-hy.eu). Dabei sollen Pflanzen in einem wasserbasierten System kultiviert werden, in dem Stoffwechselprodukte der Bakterien (insbesondere Stickstoff) für das Wachstum der Pflanzen zur Verfügung stehen. Gleichzeitig soll Strom zur Energiegewinnung erzeugt werden. Auf diese Weise kann ein nachhaltiger Kreislauf entstehen, der ressourcenschonende Pflanzenzucht und nachhaltige Energieproduktion in sinnvoller Weise miteinander verbindet.

Die Schülerinnen und Schüler sind eingeladen, ihr fachliches Wissen weiter zu vertiefen und eigene Ideen sowie Prototypen zu entwickeln, die auf der MFC-Technologie basieren oder diese weiter verbessern. Ziel ist es, neue Anwendungsmöglichkeiten zu erschließen und die Effizienz der Systeme zu steigern. Im Herbst besteht zudem die Möglichkeit, das Projekt auf einer Maker Faire (https://www.mi-hy.eu/mudtronics) zu präsentieren und die eigenen Entwicklungen einem breiteren Publikum vorzustellen.

Insgesamt leistet dieses Projekt einen wichtigen Beitrag dazu, das Bewusstsein für nachhaltige Energieformen zu stärken und innovative Lösungsansätze für eine unabhängige Energiegewinnung zu fördern. Gleichzeitig zeigt es, wie praxisnaher Unterricht Schülerinnen und Schüler dazu befähigt, aktiv an den Technologien der Zukunft mitzuwirken.