Samstag, 02. Juli 2022

Archiv

Welttoilettentag
Latrinen zum Selberbauen

40 Prozent der Weltbevölkerung leben ohne Spülklosett, manche haben nicht mal ein Plumpsklo. Das bedeutet mehr Krankheiten und Sterbefälle. Ein Leipziger Wissenschaftler entwickelt derzeit eine Latrine mit mikrobieller Brennstoffzelle. Diese Toilette kann Strom produzieren und die Fäkalien reinigen. Und: Jeder kann sie selbst bauen.

Von Annegret Faber | 19.11.2015

Die Tür eines mit einem Herz verzierten Toilettenhäuschens auf einem Bauernhof in Birstein-Obersotzbach (Hessen), aufgenommen am 12.10.2005.
Minikläranlage: Eine Latrine mit mikrobieller Brennstoffzelle. (picture alliance / dpa / Heiko Wolfraum)
Der Prototyp ist ein kleines Holzhäuschen mit Herz in der Tür. Von außen sieht es aus wie ein ganz normales Plumpsklo. Dahinter verbirgt sich aber viel mehr, sagt der Entwickler Dr. Falk Harnisch.
"Das ist es also. Ein ganz normales Toilettenhäuschen - Ja, wir können ja mal hinten gucken."
Hinten ist eine Klappe. Die kann man öffnen. Zum Vorschein kommen zwei blaue 50 Liter Plastikfässer.
"In denen werden die Kot- und die Urinfraktion gesammelt und das nehmen wir dann mit, um im Labor unsere Brennstoffzellenversuche durchzuführen."
Dr. Falk Harnisch ist Chemiker am Helmholtz Zentrum für Umweltforschung UFZ in Leipzig. Mit Strom leitenden Bakterien beschäftigt er sich schon lange. Allerdings normalerweise in Kläranlagen. Die Latrine ist für ihn eine Art Kleinstprojekt. Im Labor füllt er ihren Inhalt in Halbliter-Gläser.
Tests zeigen: Die mikrobielle Brennstoffzelle funktioniert.
"Die Kot- und Urinfraktion geben wir unverdünnt und unbehandelt in die Becher, wie es auch später in den Tonnen, im Plumpsklo, der Fall wäre und das Einzige was wir zugeben, bringt der Kollege gerade, sind Elektroden."
Die Elektroden sind aus Wellpappe. Da Pappe keinen Strom leitet, werden sie karbonisiert, also verrußt.
"Und das ist nichts weiter als, wir haben diese verkohlt, ähnlich wie es bei der Holzkohleherstellung seit Jahrhunderten durchgeführt wird."
Eine verrußte Pappelektrode kommt unten in das Glas. Darauf kommen die Fäkalien und oben drauf eine zweite verrußte Wellpappe. Damit zwischen den Elektroden Strom fließt, muss eine als Katode dienen und eine als Anode.
"Diese Pappe ist dann besonders gut als Katode geeignet, wenn sich Stickstoffgruppen darauf befinden, also der Chemiker spricht von einer Stickstofffunktionalisierung. Da würden sie vielleicht fragen, wie kann man das selber herstellen, vor allem in Dritte Welt Ländern? Und das ist wiederum sehr einfach. Denn die Stickstofffraktion kann ich aus Urin gewinnen. Urin ist relativ reich an stickstoffhaltigen Verbindungen. Man müsste also diese Pappe in Urin tränken, bevor man sie verkohlt. Und da konnten uns Kollegen, die mit uns zusammen arbeiten, an der TU Braunschweig bereits zeigen, dass es erfolgreich zu relativ aktiven Sauerstoffreduktionskatoden führen kann."
Tests im Labor zeigen: Die mikrobielle Brennstoffzelle funktioniert. Es fließt Strom. Wenn auch in geringen Mengen.
Die Latrine müsste seltener geleert werden
"Man könnte es dafür verwenden, um die Toilettenhäuschen einfach dezentral zu beleuchten. Das sind Sicherheitsaspekte, die dann eine Rolle spielen. Vor allen Dingen in Dritte Welt Ländern."
Sagt Jörg Kretzschmar vom Deutschen Biomasseforschungszentrum, der Falk Harnisch bei den Laborversuchen unterstützt. Und es gibt noch einen weiteren Vorteil: Die Strom produzierenden Bakterien zersetzen die Fäkalien schneller als üblich. Da ihnen die Elektroden Elektronen entziehen, sind sie ständig bemüht, neue zu erzeugen. Vereinfacht ausgedrückt, macht sie das hungriger, sagt Kretzschmar. Die Menge in der Latrine könnte sich dadurch stark verringern. Vielleicht sogar halbieren. Tests dazu laufen derzeit. Die Latrine müsste also seltener gelehrt werden. Ziel des Projektes ist nun eine Anleitung, die Menschen in Entwicklungsländern in die Lage versetzt, sich selbst so ein Brennstoffzellen-Plumpsklo zu bauen.
"Wir könnten uns durchaus vorstellen eine komplette Bauanleitung zu liefern, man kann aber auch mit Toilettenherstellern kooperieren, um dann entsprechend Systeme direkt anzubieten."
Eine simpel zu bauende Toilette mit Licht und fäkalienfressenden Bakterien könnte die Lebenssituation vieler Menschen verbessern, sagt Dr. Falk Harnisch. An Orten ohne funktionierende Kanalisation ließe sich damit die Infektionsgefahr senken. Und der Bedarf sei enorm.
"2,5 Milliarden Menschen sind weltweit nicht an eine Abwasserstruktur angeschlossen, wie wir es kennen. Man spricht von offener Defäkation, also von offener Verrichtung des Geschäfts."
Für die Umsetzung seiner Idee bekam Falk Harnisch 50.000 US-Dollar von der Bill & Melinda Gates-Stiftung. Ende des Jahres sollen die Versuche abgeschlossen sein.