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Algen als Kraftwerk

Aus Sonnenlicht wird über Photosynthese Strom

Ein natürliches und sauberes Kraftwerk haben Wissenschaftler aus Südkorea und den USA entwickelt: Sie zapfen mit Hilfe einer Nanoelektrode Strom aus einer Pflanzenzelle. Das Problem dabei: Die Ausbeute ist sehr gering und die Zelle stirbt nach einer Weile ab.

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Pflanzen wandeln mit Hilfe der Photosynthese Sonnenlicht in chemische Energie. Wissenschaftler von den Universitäten in der südkoreanischen Hauptstadt Seoul und im kalifornischen Stanford wollen sich diesen Prozess zunutze machen, um elektrische Energie zu gewinnen. Beschrieben haben die Forscher um WonHyoung Ryu ihre Forschungsergebnisse im US-Fachmagazin Nano Letters.

Algen zu Kraftwerken

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Um Algen zu einem Kraftwerk umzufunktionieren, haben sie Elektroden im Nanobereich aus Gold konstruiert. Eine solche Nanoelektrode wird durch die Membranen in eine Pflanzenzelle eingeführt, ohne sie dabei zu schädigen. Die Elektrode nimmt Elektronen, die bei der Photosynthese der Pflanzenzellen frei werden, auf.

Bei der Photosynthese wird mit der Energie des Sonnenlichts Wasser in Sauerstoff, Protonen und Elektronen aufgespalten. Das Licht reichert dabei die Elektronen mit Energie an, mit deren Hilfe Zucker als chemischer Energiespeicher hergestellt wird. Die Forscher unterbrechen diesen Prozess und fangen mit ihrer Goldelektrode die Elektronen ab, wenn sie das höchste Energieniveau haben. So konnten sie Strom aus der Zelle abzapfen.

Sauberer Pflanzenstrom

"Meines Wissens nach sind wir die ersten, die Elektronen aus einer lebenden Pflanzenzelle extrahieren", erklärt Ryu. Die Energie, die eine Zelle liefert, ist allerdings sehr gering: Ein Pikoampere hätten sie aus einer Zelle abgeleitet, so Ryu. Aber sie seien noch in einem sehr frühen Stadium der Forschung. Sie hätten gezeigt, dass sie aus einer Pflanzenzelle elektrischen Strom gewinnen könnten - und das ohne die geringste Luftverschmutzung. Der Wirkungsgrad liegt laut Ryu derzeit bei 20 Prozent - was in etwa dem Wirkungsgrad einer Solarzelle entspricht. Er ist aber überzeugt, dass ein sehr viel höherer Wirkungsgrad möglich ist.

Allerdings kämpfen die Wissenschaftler derzeit noch mit einigen Schwierigkeiten. Etwa der Lebensdauer der Zelle: Nach einer Stunde sterben die Algenzellen. Woran, wissen die Forscher noch nicht. Es könne sein, dass kleine Löcher der Membran um die Elektrode herum dafür verantwortlich sind. Möglich sei aber auch, dass sie an Auszehrung sterben, da die Energie, die ihnen normalerweise für ihre Lebensfunktionen zur Verfügung steht, abgezogen wird. Die nächsten Schritte der Forscher werden sich deshalb darauf konzentrieren, die Lebensdauer der Zellen zu verlängern.

Wasserstoffzerfall vermeiden

Ein Team von Wissenschaftlern des Massachusetts Institute of Technology (MIT) arbeitet daran, mit Hilfe von künstlicher Photosynthese Wasserstoff zu gewinnen. Was sich Ryu und seine Kollegen zunutze machen - nämlich dass der Wasserstoff in Protonen und Elektronen zerfällt -, das bereitet dem MIT-Team um Angela Belcher noch Kopfzerbrechen: Sie haben es geschafft, ein biologisches System zu entwickeln, Wasser aufzuspalten und Sauerstoff zu gewinnen. Nun suchen sie nach einer Möglichkeit, wie sie auch den Wasserstoff bekommen. Sie hoffen, ein biologisches Verfahren bis in zwei Jahren zur Verfügung zu haben.

Im vergangenen Jahr hatten Wissenschaftler der Universität des US-Bundesstaates Washington in Seattle Sensoren vorgestellt, die von einem Baum mit Strom versorgt werden.

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kleingeister... 15. Apr 2010

Na dann verbrauchen wir den Sauerstoff einfach mal durch "Anschluss" von Couch-Potatoes...

Freitagsschreib... 15. Apr 2010

Der Regenwald ist schon vorher weg, der wird doch abgeholzt! Oder wird der am Ende doch...

oen 15. Apr 2010

Erst Einzeller, und irgendwann der Mensch, würde nutzlose Rentner und Langzeitarbeitslose...

Burny 15. Apr 2010

Anscheinend muss man dich darauf hinweisen, dass er sich einen kleinen Schabernack über...


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