Die Rolle pflanzlicher mikrobieller Brennstoffzellen bei der Erreichung der Ziele der Vereinten Nationen für nachhaltige Entwicklung

May 24, 2023

Die Ziele für nachhaltige Entwicklung der Vereinten Nationen (UN SDGs) wurden 2015 als Blaupause für die Verwirklichung einer besseren und nachhaltigeren Zukunft für alle bis 2030 festgelegt. Diese 17 miteinander verbundenen Ziele befassen sich mit verschiedenen globalen Herausforderungen, darunter Armut, Ungleichheit, Klimawandel, Umweltzerstörung, und Frieden und Gerechtigkeit. Eine Schlüsselkomponente zur Erreichung dieser Ziele ist die Entwicklung und Umsetzung innovativer, nachhaltiger und umweltfreundlicher Technologien. Eine dieser vielversprechenden Technologien ist die pflanzliche mikrobielle Brennstoffzelle (PMFC), die das Potenzial hat, erheblich zur Erreichung mehrerer UN-SDGs beizutragen.

Pflanzliche mikrobielle Brennstoffzellen sind eine Art bioelektrochemisches System, das die Kraft lebender Pflanzen und Mikroorganismen zur Stromerzeugung nutzt. In PMFCs geben Pflanzen über ihre Wurzeln organische Verbindungen, sogenannte Exsudate, ab, die dann von im Boden lebenden Mikroorganismen verbraucht werden. Beim Abbau der Exsudate setzen diese Mikroorganismen Elektronen frei, die von einer Elektrode eingefangen und zur Stromerzeugung genutzt werden können. Dieser Prozess ist vollständig erneuerbar und nachhaltig, da er auf den natürlichen Prozessen des Pflanzenwachstums und des mikrobiellen Stoffwechsels beruht.

Eine der wichtigsten Möglichkeiten, wie PMFCs zu den SDGs der Vereinten Nationen beitragen können, ist die Bereitstellung sauberer und erschwinglicher Energie (Ziel 7). Im Gegensatz zu fossilen Brennstoffen, die schädliche Treibhausgase freisetzen und zum Klimawandel beitragen, erzeugen PMFCs Strom, ohne schädliche Emissionen zu erzeugen. Dies macht sie zu einer idealen Lösung, um den wachsenden globalen Energiebedarf zu decken und gleichzeitig die Umweltbelastung zu minimieren. Darüber hinaus können PMFCs an abgelegenen oder netzunabhängigen Standorten implementiert werden und bieten eine dezentrale und zugängliche Stromquelle für Gemeinden, die möglicherweise keinen Zugang zur traditionellen Energieinfrastruktur haben.

Ein weiterer wichtiger Aspekt von PMFCs ist ihr Potenzial, zu einer nachhaltigen Landwirtschaft und Lebensmittelproduktion beizutragen (Ziel 2). Durch die Integration von PMFCs in landwirtschaftliche Systeme können Landwirte Strom erzeugen und gleichzeitig Pflanzen anbauen. Dies stellt nicht nur eine Einnahmequelle sowohl durch den Verkauf von Ernten als auch durch den erzeugten Strom dar, sondern fördert auch eine nachhaltige Landnutzung und Ressourcenbewirtschaftung. Darüber hinaus kann der von PMFCs erzeugte Strom zum Antrieb wichtiger landwirtschaftlicher Geräte wie Bewässerungssysteme und Gewächshäuser genutzt werden, wodurch die Produktivität und Nachhaltigkeit landwirtschaftlicher Praktiken weiter gesteigert wird.

PMFCs können auch eine Rolle bei der Bekämpfung des Klimawandels spielen (Ziel 13), indem sie die mit traditionellen Energieerzeugungsmethoden verbundenen Treibhausgasemissionen reduzieren. Wie bereits erwähnt, erzeugen PMFCs Strom, ohne schädliche Emissionen zu erzeugen, was sie zu einer saubereren Alternative zu fossilen Brennstoffen macht. Darüber hinaus können die in PMFCs verwendeten Pflanzen dazu beitragen, Kohlendioxid aus der Atmosphäre zu binden und so die Auswirkungen des Klimawandels weiter abzumildern.

Schließlich können PMFCs zum Erhalt von Ökosystemen und der Artenvielfalt beitragen (Ziel 15). Durch die Verwendung von Pflanzen und Mikroorganismen, die in einer bestimmten Region heimisch sind, können PMFCs so gestaltet werden, dass sie das Wachstum und die Gesundheit lokaler Ökosysteme fördern. Dies kann dazu beitragen, die Artenvielfalt zu erhalten und gefährdete Arten zu schützen und gleichzeitig wertvolle Ökosystemdienstleistungen wie Wasserfiltration und Bodenstabilisierung bereitzustellen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass pflanzliche mikrobielle Brennstoffzellen eine vielversprechende und innovative Technologie darstellen, die das Potenzial hat, erheblich zur Erreichung mehrerer Ziele für nachhaltige Entwicklung der Vereinten Nationen beizutragen. Durch die Bereitstellung sauberer und erschwinglicher Energie, die Förderung einer nachhaltigen Landwirtschaft, die Bekämpfung des Klimawandels und den Erhalt von Ökosystemen und Artenvielfalt können PMFCs eine entscheidende Rolle bei der Schaffung einer nachhaltigeren und gerechteren Zukunft für alle spielen. Da Forschung und Entwicklung in diesem Bereich weiter voranschreiten, ist es wichtig, dass politische Entscheidungsträger, Branchenführer und Gemeinden zusammenarbeiten, um das Potenzial von PMFCs und anderen nachhaltigen Technologien zu nutzen und die ehrgeizigen Ziele der UN-SDGs zu erreichen.