Elektrizität aus Vitamin B2

Bakterien erzeugen Strom mit Hilfe von Vitaminen

Vitamine sind wichtige Grundstoffe für den Körper. Aber sie erfüllen auch noch ganz andere Funktionen, haben Forscher der Universität von Minnesota in St. Paul jetzt herausgefunden: Das Bakterium Schewanella nutzt Vitamin B2 zur Erzeugung elektrischer Energie.

Dass Schewanella-Bakterien aus organischen Verbindungen wie Milchsäure Strom erzeugen, war bekannt. Doch nun haben die Mikrobiologen Daniel Bond und Jeffrey Gralnick entdeckt, dass Riboflavin, besser bekannt als Vitamin B2, für einen Großteil der produzierten Energie verantwortlich ist. Je mehr Riboflavin die Bakterien zur Verfügung haben, desto mehr Elektrizität produzieren sie.

Das Team um die beiden wies nach, dass Bakterien, die auf Elektroden wachsen, selbst Riboflavin herstellen. Der Stoff transportiert Elektronen von den lebenden Zellen zu den Elektroden. Je mehr Riboflavin vorhanden war, desto mehr Elektronen wanderten, also desto mehr Elektrizität entstand. Es gelang den Forschern sogar, die Menge der produzierten Energie durch Zugabe von Riboflavin um mehr als das 3,5fache zu steigern.

"Das ist sehr aufregend, denn es löst ein wichtiges biologisches Puzzle", sagt Bond. "Wissenschaftler wissen seit Jahren, dass Schewanella Elektrizität produzieren. Aber jetzt wissen wir, wie sie es tun."

Die Entdeckung von Bond und Gralnick eröffnet neue Möglichkeiten, sowohl für die Entwicklung erneuerbarer Energien als auch für die Umweltweltsanierung, so die Forscher. So könnte beispielsweise mit dem Strom aus mikrobiellen Brenstoffzellen Abwasser gereinigt werden. Oder diese Zellen könnten den Strom für Sensoren auf dem Meeresgrund liefern.

Schewanella-Bakterien kommen allgemein im Wasser oder im Boden vor. Sie lösen unter anderem Eisen auf. Daher kommt auch ihre Fähigkeit, Elektrizität zu erzeugen: Indem sie Elektronen auf das Metall transportieren, ändern sie dessen chemische Konsistenz. "Bakterien haben die Chemie der Umwelt über Milliarden Jahre verändert", erklärt Gralnick. "Ihre Fähigkeit, Eisen löslich zu machen, ist der Schlüssel für Metallkreisläufe in der Umwelt und grundlegend für das meiste Leben auf der Erde."

Bond und Gralnick wollen nun erforschen, ob dieser Prozess auch umgekehrt und so die Korrosion von Eisen und anderen Metallen aufgehalten werden kann. Dies könnte große Bedeutung für die Schifffahrt haben - weshalb die beiden kürzlich auch finanzielle Unterstützung für ihre Forschungen von der US-Marine erhalten haben.