Strom aus Tomaten?

07.12.2017 Forschung & Technik

Tomatenabfälle als Elektrizitätslieferant

Normalerweise kostet die Entsorgung von Küchenabfällen eher Energie. Das könnte sich bald ändern, denn eine amerikanische Studie hat gezeigt, wie man aus Tomatenabfällen Strom gewinnen kann, eine nachhaltige Elektrizitätsgewinnung sozusagen.

Tomaten sind ein beliebtes Gemüse auf unserem Tisch, das wir frisch im Salat essen oder zu Tomatenmark und -ketchup weiterverarbeiten. Doch lange nicht alle Tomaten, die geerntet werden, landen auch auf unseren Tellern. Etwa 40 von 100 Tomaten werden aufgrund von Wachstumsrissen, Wurmfraß, Schorf, Druckstellen oder aufgeplatzter Haut direkt nach der Ernte als Ausschuss verworfen. Eine richtig sinnvolle Verwertung dieses „Abfalls“ war bisher nicht bekannt.

Strom aus den Abfällen gewinnen

Strom aus Tomaten – das ist kurz gefasst das Ergebnis einer US-amerikanischen Studie. Die Geschichte dazu: Im sonnigen und klimatisch günstigen US-Bundesstaat Florida wachsen jede Menge Tomaten. Einige der Früchte können nicht (mehr) verkauft werden, weil sie kleinere Mängel haben, bei der Ernte beschädigt wurden oder inzwischen überreif sind. Diese Früchte landen normalerweise auf dem Müll. Es sind laut Studie jedes Jahr fast 400 000 Tonnen „schlechter“ Tomaten, die auf diesem Weg entsorgt werden. Auf der Mülldeponie setzen die faulenden Tomaten dann nicht unerhebliche Mengen Methan frei.

Bakterien erzeugen Strom

Ein Forscherteam der South Dakota School of Mines and Technology, der Princeton University und der Florida Gulf Coast University hat ein Verfahren entwickelt, mit dem sich aus Tomaten Strom gewinnen lässt, eine mikrobielle elektrochemische Brennstoffzelle, um genau zu sein. „Wir wollten einen Weg finden, um die biologischen Tomatenreste zu verwerten“, erklärt Venkataramana Gadhamshetty von der South Dakota School of Mines and Technology. „Denn auf Deponien erzeugen sie nur das starke Treibhausgas Methan und im Wasser sorgen sie für große Verschmutzungsprobleme.“ Die Tomatenabfälle sind allerdings eine gute Kohlenstoffquelle und können Mediatoren für Redoxreaktionen und die Elektronenfreisetzung sein. Die Idee der Wissenschaftler war es daher, die organischen Verbindungen in den Tomaten als Stromquelle zu nutzen. In einer mikrobiellen Brennstoffzelle bauen Bakterien das Pflanzenmaterial ab. Bei der Oxidation werden Elektronen frei, die in der Kraftstoffzelle zur Gewinnung von elektrischer Energie genutzt werden können.

Tomatenfarbstoff Lycopin als Energielieferant

Tomaten enthalten eine große Menge des roten Pflanzenfarbstoffs Lycopin. Das Carotinoid hat seinen Namen vom wissenschaftlichen Namen der Tomate, Solanum lycopersicum. Lycopin ist zur Gewinnung von Strom offenbar gut geeignet und teilweise effektiver als chemische Substanzen. Mit dem Experiment konnten zwar zunächst nur geringe Mengen an alternativem Strom erzeugt werden; aus 10 Milligramm Tomatenabfällen entstand 0,3 Watt Strom. Doch in der Methode steckt ein großes Potenzial: Hochgerechnet auf die Menge an Tomatenabfällen in Florida könnte damit Disney World 90 Tage mit Strom versorgt werden, postulierten die Wissenschaftler. Die unsortierten Tomatenabfälle schnitten also gar nicht so schlecht ab. „Typische biotechnologische Anwendungen erfordern möglichst reine Chemikalien, sie funktionieren dann besser, als wenn sie nur mit Abfällen betrieben werden“, sagt Gadhamshetty. „Aber wir haben festgestellt, dass die elektrische Leistung mit den Abfällen besser oder zumindest gleich gut war wie bei gereinigten Substraten.“ In weiteren Versuchen wollen die Forscher das Zusammenspiel von Bakterien und Tomaten näher untersuchen und dann die Brennstoffzellen weiter optimieren, um die Stromausbeute zu erhöhen.

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