Algenreaktor und Photovoltaik durch Photosynthese

29. März 2010 3 Von

Jeder hat im Biounterricht das Thema Photosynthese durchgekaut. Pflanzen erzeugen aus Wasser, Kohlendioxid und Sonnenlicht Glucose (Zucker) und Sauerstoff. Die Glucose nutzen die Pflanzen zur eigenen Energieversorgung und der Sauerstoff wird als Nebenprodukt in die Umgebung abgegeben. Wir Atmen den Sauerstoff, wir Essen die Pflanzen, aber mehr konnten wir diesem Prozess noch nicht abgewinnen. Bis jetzt.Cereus_jamacaru..

Forschern des Nationalen Zentrums für wissenschaftliche Forschung ist es gelungen mit der Photosynthese Strom zu erzeugen. Sie pflanzten eine Biobatterie, deren Elektroden aus einem, von Enzymen modifizierten Material bestehen, in einen Kaktus. Diese Batterie erzeugt aus den Produkten der Photosynthese (Glucose und Sauerstoff) einen Strom von 9mV pro Quadratzentimeter Kaktus. Hinzu kommt, dass der Wirkungsgrad der Stromerzeugung proportional zur Lichtintensität ist, da die Intensität des Lichteinfalles die „Brennstoffproduktion“ beeinflusst.

Photosynthesis

Neben dem Aspekt der Umweltfreundlichkeit ist eine Sache bei dieser Stromerzeugung revolutionär… Zum ersten mal ist es möglich Strom zu erzeugen, bei dem CO2 das Ausgangsmaterial der Stromerzeugung ist. Natürlich steht eine wirkliche Nutzung dieses Verfahrens noch in den Sternen, aber in ferner Zukunft sehe ich schon die neuen Kakteen-Kraftwerke.

Neben dieser direkten Stromerzeugung durch Photosynthese ist es Forschern gelungen, mit einfachsten Mitteln, Wasserstoff zu synthetisieren . Wasserstoff ist der Energieträger der Zukunft, da er in Brennstoffzellen zum Einsatz kommt, die ebenfalls ohne die erzeugung von CO2 Strom erzeugen (meistens jedenfalls). Die Grünalge bildet eine große Menge Wasserstoff, wenn ihr die nötigen Nährstoffe zur Photosynthese fehlen. Dies liegt daran, dass bei der Photosynthese Elektronen erzeugt werden, die die Pflanze benötigt, um Glucose und Sauerstoff zu erzeugen. Fehlen ihr aber die nötigen Nährstoffe, muss sie die Elektronen wieder loswerden.

Quelle: Ruhr Uni Bochum

Das Enzym Hydrogenase setzt die Elektronen mit Protonen zu Wasserstoff um, der an die Umgebung abgegeben wird. Die Forscher haben es geschafft, die an dieser Reaktion beteiligten Stoffe zu isolieren, und den Vorgang im Reagenzglas nachzuahmen. Endlich gibt es eine effektive Möglichkeit Wasserstoff zu erzeugen, ohne viel Aufwand und hohe Kosten.