Neue Biosolarzelle produziert Wasserstoff

Bochum (pte030/26.09.2018/12:30) - Ein internationales Forscher-Team unter Beteiligung von Wissenschaftlern der Ruhr-Universität Bochum http://rub.de hat molekulare Bausteine von Pflanzen und Mikroorganismen in einer Biosolarzelle kombiniert. Auf diese Weise lässt sich Lichtenergie ohne Umwege zur Produktion von Wasserstoff nutzen. Details wurden im Journal "Nature Energy" publiziert.

Nachhaltige Herstellung

In der Natur kommt diese Kombination so nicht vor: Pflanzen können zwar Lichtenergie nutzen, um Kohlendioxid in Biomasse zu verwandeln, aber keinen Wasserstoff produzieren. Manche Bakterien hingegen stellen Wasserstoff her, aber nicht direkt mithilfe von Lichtenergie. "Von der Kombination der beiden Prozesse erhoffen wir uns langfristig eine nachhaltige Herstellung des potenziellen Energieträgers Wasserstoff", sagt Privatdozent Marc Nowaczyk vom Lehrstuhl Biochemie der Pflanzen der Ruhr-Universität Bochum.

Die Forscher haben die hocheffizienten Komponenten zur Lichtumwandlung, die sogenannten Photosysteme, aus Cyanobakterien isoliert, die wie Pflanzen Licht als Energiequelle nutzen können. Die Komponente zur Wasserstoffproduktion - ein Enzym namens Hydrogenase - gewannen sie aus Bakterien, die unter sauerstoffarmen Bedingungen leben. Diese Bausteine kombinierten sie mit Redoxpolymeren, die die Energie von den lichtaktiven Elementen zu einer Elektrode weiterleiteten, welche die Wasserstoffproduktion antrieb.

Vielfältiger Einsatz denkbar

Der modulare Aufbau des Systems ermöglicht einen einfachen Austausch der biologischen und chemischen Bauteile, sodass einzelne Komponenten weiter optimiert oder durch neue Funktionen ersetzt werden können. "Unser molekularer Legokasten bietet vielfältige Möglichkeiten für zukünftige Anwendungen. Denkbar wäre es zum Beispiel, flüssige Energieträger auf der Basis von Kohlenstoff aus dem klimaschädlichen Kohlendioxid herzustellen", verdeutlicht Nowaczyk.

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