Wasserstoff wird aus Grünalgen gewonnen
Forscher tüfteln an Bio-Batterie

Wasserstoff gilt als Energieträger der Zukunft. Eine Methode, mit der das begehrte Gas aus Grünalgen gewonnen werden kann, haben nun Bonner Forscher entwickelt. Sie konnten das Gen für die Wasserstoffproduktion isolieren und einen Algenstamm gentechnisch so verändern, dass er die Wasserstoff-Produktion mehr als verdoppelt.

DÜSSELDORF. Eine Entdeckung von Bonner Botanikern nährt die Hoffnung, künftig mit natürlichen Verfahren Wasserstoff als Energieträger produzieren zu können. Von Grünalgen lernen heißt möglicherweise siegen lernen: Diese Algen können nämlich Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff zerlegen. Dabei hilft ihnen ein Zelleiweiß, das Enzym Hydrogenase. Die nötige Energie liefert die Photosynthese. Ein Team um Thomas Happe vom Botanischen Institut der Universität Bonn hat jetzt das Gen mit dem Bauplan der Hydrogenase aus verschiedenen Grünalgen isoliert. Für Hoppe ist das "der erste Schritt zur großtechnischen Produktion von Wasserstoff." Die Wissenschaftler wollen nun in aufwendigen Experimenten die räumliche Struktur des Enzyms entschlüsseln, um die Details der Wasserstoffbildung zu verstehen.

In das farblose, ungiftige Gas wird zurzeit große Hoffnung gesetzt: Experten sehen in ihm den Energieträger der Zukunft, der Autos und Busse antreiben oder Digitalkameras, Handys und Laptops über Stunden mit Strom versorgen soll. Möglich wird die Revolution durch die Weiterentwicklung der Brennstoffzelle. In ihr reagiert Wasserstoff mit dem Sauerstoff der Luft zu Wasser und erzeugt dabei Strom - etwa für den Antrieb von Elektromotoren. Vorteil: Wasser lässt sich unter Verbrauch von Energie wieder in Sauerstoff und Wasserstoff spalten. Nutzt man die Kraft der Sonne, um diesen Kreislauf aufrechtzuerhalten, fallen theoretisch nicht einmal Schadstoffe an. Und im Gegensatz zu Solarenergie lässt sich Wasserstoff ohne große Probleme speichern.

Forscher setzen Algen auf Schwefeldiät

"Weil Wasserstoff ein guter Energiespeicher ist, bedeutet es einen Energieverlust für die Algen, Wasserstoff an die Umwelt abzugeben", erklärt Thomas Happe. Um die Grünalgen dennoch dazu zu bringen, setzt die kalifornische Firma Melis Energy, mit der die Bonner Forscher kooperieren, die Algen auf eine Schwefeldiät. Die Alge schaltet dann ihren Stoffwechsel auf Sparflamme, während die Photosynthese weiter auf Hochtouren läuft und Energie im Überschuss erzeugt. Die Algen entsorgen die überschüssige Energie in Form von Wasserstoff.

Die Entdeckung der Bonner Wissenschaftler ist weltweit auf großes Interesse gestoßen - zumal das erforschte Enzym in großen Mengen Wasserstoff produziert. In einem internationalen Projekt, das von dem japanischen Energieministerium gefördert wird, versuchen die Forscher nun, sowohl die Photosynthese-Systeme als auch die Hydrogenase aus Blau- und Grünalgen zu isolieren und an künstlichen Membranen zu befestigen.

Bei Sonneneinstrahlung, so ihr Kalkül, könnte eine solche vergleichsweise wartungsarme "biochemische Batterie" Wasserstoff herstellen. Noch einfacher wäre es, die Grünalgen direkt für die Energieproduktion einzuspannen - gewissermaßen als einzellige "Galeerensklaven". Die Wasserstoff-Synthese ist für Grünalgen allerdings ein Schutzmechanismus, der nur in Hungerzeiten zum Tragen kommt. Daher ist die Hydrogenase-Konzentration in den Algen-Zellen normalerweise niedrig.

Dem Hydrogenase-Gen einen Turbo vorgeschaltet

Um die Produktion anzukurbeln, haben die Bonner Wissenschaftler dem Hydrogenase-Gen eine Art Turbo vorgeschaltet. Der sorgt dafür, dass die Erbinformation häufiger abgelesen wird und die Alge entsprechend mehr Enzym produziert. Algen mit dem Turbolader produzieren die zwei- bis dreifache Menge des begehrten Gases wie ihre Verwandten in der Natur.

Erst kürzlich hatten japanische Wissenschaftler einen pulverförmigen Photokatalysator präsentiert, der allein mit Lichtenergie das Wasser spalten kann. Ebenso wie die Bonner Methode zur Wasserstoffgewinnung muss auch die Entwicklung vom National Institute of Advanced Science and Technology in Tsukuba allerdings die Praxistauglichkeit noch unter Beweis stellen.

Serviceangebote
Zur Startseite
-0%1%2%3%4%5%6%7%8%9%10%11%12%13%14%15%16%17%18%19%20%21%22%23%24%25%26%27%28%29%30%31%32%33%34%35%36%37%38%39%40%41%42%43%44%45%46%47%48%49%50%51%52%53%54%55%56%57%58%59%60%61%62%63%64%65%66%67%68%69%70%71%72%73%74%75%76%77%78%79%80%81%82%83%84%85%86%87%88%89%90%91%92%93%94%95%96%97%98%99%100%