Mikrobielle Brennstoffzellen stellen ein faszinierendes Konzept zur Erzeugung elektrischer Energie aus zahlreichen Formen von Biomasse dar. Eine sich daraus entwickelnde Technologie kann potentiell Abwasser ohne Energieaufwand klären und dabei elektrischen Strom gewinnen oder chemische Energieträger wie Wasserstoff erzeugen. Im Zuge dieses Promotionsprojekts konnten zahlreiche grundlegende Aspekte mikrobieller Brennstoffzellen erforscht werden.

Im Mittelpunkt stand zunächst die Untersuchung von edelmetallfreien Elektrokatalysatoren für die

i) Anodische Wasserstoff-/ Metabolitoxidation:F. Harnisch, U. Schröder*, M. Quaas, F. Scholz?Electrocatalysis and Corrosion of Tungsten Carbide in pH neutral Electrolytes?Applied Catalysis B - Environmental, 87 (2009) 63-69

ii) Kathodische Sauerstoffreduktionsreaktion:F. Harnisch, N. Savastenko*, F.Zhao, H. Steffen, V. Brüser, U. Schröder?Comparative study on the performance of pyrolyzed and plasma - treated iron(II) phthalocyanine - based catalysts for oxygen reduction in pH neutral electrolyte solutions?Journal of Power Sources, 193 (2009) 86-92

iii) Kathodische Wasserstofferzeugung (in mikrobiellen Elektrolysern):F. Harnisch, G. Sievers, U. Schröder*?Tungsten Carbide as electrocatalyst for the hydrogen evolution reaction in pH neutral electrolyte solutions?Applied Catalysis B ? Environmental, 89 (2009) 455?458

Ein weiterer Arbeitsschwerpunkt, an der Schnittstelle von Elektrochemie und Biologie, widmete sich der Untersuchung von elektrokatalytisch aktiven mikrobiellen Biofilmen

i) des Modellorganismus Geobacter sulfurreducens:K. Fricke, F. Harnisch, U. Schröder*?On the Use of Cyclic Voltammetry for the Characterization of Anodic Electron Transfer in Biofilm Based Microbial Fuel Cells?Energy & Environmental Science, 1 (2008) 144-147

ii) von Abwassermischkulturen:Y. Liu, F. Harnisch, K. Fricke, R. Sietmann, U. Schröder*?Improvement of the Anodic Bioelectrocatalytic Activity of Mixed Culture Biofilms by a simple Consecutive Electrochemical Selection Procedure?Biosensors & Bioelectronics, 24 (2008) 1012-1017

Als dritter physikalisch-chemischer Aspekt wurden experimentelle Untersuchungen an Ionenaustauschmembranen durchgeführt und deren Verhalten in bioelektrochemischen Systemen modelliert.

i) F. Harnisch, U. Schröder*, F. Scholz?Suitability of Ion Exchange and Bipolar Membranes as Separators for Biological Fuel Cells? Environmental Science & Technology 42 (2008) 1740-1746

ii) F. Harnisch, R. Warmbier, R. Schneider, U. Schröder*?Modeling the ion transfer and membrane polarisation of ion exchange membranes in bioelectrochemical systems? Bioelectrochemistry, 75 (2009) 136?141

In einer Nebenarbeit (während der Förderung durch die DBU) entstand folgende Publikation:

V. Agmo Hernandez, J. Niessen, F. Harnisch, S. Block, A. Greinacher, H. K. Kroemer, C. A. Helm, F. Scholz*?The adhesion and spreading of thrombocyte vesicles on electrode surfaces? Bioelectrochemistry, 74 (2008) 210-216