Müll als Energielieferant für autonome Roboter

Wie man so schön sagt: des einen Müll, des anderen Schatz. In diesem Fall dient besagter Müll einem Roboter als Energielieferant für den eigenen Betrieb. In den letzten Jahren konnte das EU-finanzierte Wissenschaftlerteam hinter der Roboterreihe EcoBot (I, II, III) Energie aus...

Wie man so schön sagt: des einen Müll, des anderen Schatz. In diesem Fall dient besagter Müll einem Roboter als Energielieferant für den eigenen Betrieb. In den letzten Jahren konnte das EU-finanzierte Wissenschaftlerteam hinter der Roboterreihe EcoBot (I, II, III) Energie aus Lebensmittelabfällen und Rohmaterial gewinnen, mit dem es die Maschine fütterte. Nun konzentrieren sie sich auf die Energiegewinnung aus Urin zu demselben Zweck. Das EcoBot-III-Projekt wurde im Sechsten Rahmenprogramm (RP6) der EU mit Mitteln in Höhe von 320.000 EUR finanziert.

Dr. Ioannis Leropoulos, Professor John Greenman, Professor Chris Melhuish und andere Forscher des Bristol Robotics Laboratory (BRL) im Vereinigten Königreich sind die Verantwortlichen hinter einer Reihe von Experimenten mit EcoBots I, II und III.

Ihr einzigartiger Ansatz war die Schaffung eines künstlichen Verdauungssystems für den Roboter. Dieser ''Darm'' beruht auf der innovativen Bio-Brennstoffzellen-Technologie (microbial fuel cell, MFC): Bakterienkulturen, die das ''Essen'' zerlegen und daraus Energie gewinnen.

''In den letzten Jahren haben wir unsere MFC mit faulem Obst, Rasenschnitt, Garnelenschalen und toten Fliegen gefüttert, um zu untersuchen, wie die unterschiedlichen Müllarten als Nahrungsquelle für die MFC verwendet werden können'', erklärt Dr. Leropoulos. ''Unser Ziel war es, den besten Müll für eine maximale Energieausbeute zu finden.''

Die Energieversorgung ist eines der Haupthindernisse für die breite Nutzung autonomer Roboter, insbesondere in abgelegenen Gegenden. Die Wissenschaftler sind der Ansicht, dass ein Roboter, um wirklich autonom zu sein, nicht nur mit der eigenen Energie haushalten, sondern auch eigene Energie aus dem, was die Umgebung ihm bietet, herstellen können muss. Das bedeutet, dass er in der Lage sein muss, nach Abfallmaterial zu suchen, es zu sammeln und zu verdauen, um damit seine Energiereserven aufzufüllen. Dies wiederum kann auch ganz erheblich zur Abfallbeseitigung beitragen.

Die jüngste Herausforderung für das Team ist die Nutzung von Urin für MFC. Laut Dr. Leropoulos ist Urin reich an Nitrogen und enthält Chlorid, Kalium, Bilirubin und andere Komponenten, die ihn ideal für MFC machen. Erste Versuche haben bereits gezeigt, dass Urin ein sehr effizientes Abfallmaterial ist.

Der erste Schritt der Forscher ist nun, die MFC dazu zu bringen, in einer Reihe von Zellen zusammen zu arbeiten, die als sogenannter ''Stack'' in einem kontinuierlichen Flusssystem miteinander verbunden sind. Ein Stack, also ein Stapel miteinander verbundener MFC, ist effektiver und kann mehr Energie produzieren als dieselbe Menge einzelner MFC.

Das Team arbeitet an einem Prototyp eines beweglichen Urinals, das Urin verwendet, um Energie aus Brennstoffzellen zu gewinnen. Obwohl sich das Projekt noch im Anfangsstadium befindet, sind die Wissenschaftler der Überzeugung, dass diese Erfindung bei Outdoor-Events wie Musikfestivals Verwendung finden kann.

Die Forscher konnten tatsächlich bereits das Interesse von Ecoprod Technique gewinnen, einem Hersteller für wasserlose Urinale im Vereinigten Königreich. Marcus Rose von Ecoprod bezeichnet die Zusammenarbeit als für das Unternehmen sehr interessant und gewinnbringend: ''Wir haben mit den Forschern geredet und sie sind der Auffassung, dass dieses Produkt die Forschungen perfekt abrunden wird. Wir freuen uns sehr darauf, bei diesem einzigartigen Projekt helfen zu können.''

Als Teil des EcoBot-Projekts untersuchen die Forscher gegenwärtig die Möglichkeit der Energiegewinnung durch MFC unter Wasser. Der Apparat würde als künstlicher Kiemen agieren und Sauerstoff als Kathode sowie organisches Material als Biomassebrennstoff für Bakterien nutzen.

''Fortschritte auf diesem Gebiet könnten einen erheblichen Beitrag zur Bewältigung der Herausforderungen leisten, vor die uns Energieproduktion und Abfallbeseitigung gegenwärtig stellen'', führt Dr. Leropoulos aus. ''Wir hoffen, dass diese Forschungen unser Denken über Energie und Abfälle von Menschen verändern wird.''

EcoBot-I und EcoBot-II wurden im Jahre 2002 bzw. 2004 entwickelt.

Länder

Vereinigtes Königreich