Biologische Brennstoffzelle

Material

Sie benötigen:

  • ein Digital-Multimeter (z.B. VC230 von Conrad. Achtung: mV und μA Messungen sollten möglich sein)
  • Kabel mit Krokodilklemmen
  • Plastik-Petrischalen (oder andere Schale zum Auffangen möglicher Leckage der Brennstoffzellen)
  • Vorlagen: Diagramm bzw. Tabelle für Messwerte
  • Plastikspritzen: 10 - 20 ml mit Kanülen
  • 100 μl Pipette (zur Verteilung der Methylenblaulösung)
  • Stoppuhren (für Messwerte)
  • Plastikbecher: 20 - 50 ml Volumen
  • Digitaler Photoappparat
  • eine Brennstoffzelle
    Eine fertige Brennstoffzelle mit Gewebe-Elektroden kann bezogen werden von NCBE

    oder im Eigenbau erstellt werden:

Abbildung 1: Photographie von Teilen einer Brennstoffzelle

Plexiglasplatten: Stärke 8 mm daraus werden hergestellt
Deckplatten (mit 4 Löchern für Schrauben): 8 x 6,5 cm
Schrauben: 4 x 50 mit passenden Flügelmuttern
Elektrodenkammer: außen 5 x 6 cm; innen 3 x 4,5 cm; zwei Bohrungen (4 mm)
Dichtungsmaterial: 0,5 mm dicke Silikonfolien
Elektrodenmaterial: Graphit

 

  • Graphitelektroden 25 mm x 35 mm (NOVOTEC), z.B. Poco Platten EDM-3 (1 mm x 100 mm x 150 mm; Bestellnummer 02.06.609; daraus können 4 x 4 = 16 Elektroden für 8 Brennstoffzellen gefertigt werden) mit folgenden Eingeschaften: Dichte 1,73 g/cm3; Härte 76 Shore; Biegebruchfestigkeit 950 kg/cm3, Elektrischer Widerstand 1370 μΩ cm.
  • Protonenausstauschermembran: Nafion perfluorinated membrane 117, thickness 0,007; von Sigma-Aldrich (Bestell-Nr: 274674-1EA)
  • Büroklammern mit angelöteten Kupferlitzen

 

 

 

 

 

 

Abbildung 2: Graphitelektrode mit Ableitung

 

  • Lyophilisat von Joghurt Starterkulturen oder Hefe (Reformhaus, enthalten bereits Zucker!): > 50 mg/ml Anodenlösung
  • Stammlösungen von Chemikalien:
    100 mM Natrium-Phosphatpuffer pH 7 (4,08 g Na2HPO4 und 3,29 g NaH2PO4 x 2 H2O gelöst in 500 ml Wasser)

    20 mM Kaliumhexacyanoferrat (rotes Blutlaugensalz; CAS 13746-66-2: 6,6 g K3Fe(CN)6 gelöst in 100 ml 100 mM Na-Phosphatpuffer)

    500 mM Lactose (18 g gelöst in 100 ml 100 mM Na-Phosphatpuffer) Achtung: viele Lyophilisate enthalten bereits Lactose oder andere Zucker.

    5 mM Methylenblau (CAS 61-73-4: 1,6 g gelöst in 100 ml 100 mM Na-Phosphatpuffer) als Redoxmediator