Chlorella Algen

Modifizierte Photosynthese erzeugt Wasserstoff

Robert Klatt

Osmotisch komprimierte Chlorella Algen spalten per modifizierter Photosynthese Wasser. Dabei erzeugen sie Sauerstoff und Wasserstoff.

Bristol (England). Wasserstoff besitzt das Potenzial gemeinsam mit haltbaren Brennstoffzellen die mobile Energieversorgung in Zukunft zu revolutionieren. Aktuell hat die Herstellung von Wasserstoff per Elektrolyse aber noch einen relativ geringen Wirkungsgrad. In der Wissenschaft gilt deshalb die Elektrolyse mit Windstrom als beste Technologie zur Produktion von Wasserstoff.

Forscher der University of Bristol (England) und der Polytechnischen Universität Harbin (China) haben nun im Fachmagazin Nature Communications eine neue Methode zur Herstellung von Wasserstoff vorgestellt. Dazu hat das internationales Forschungsteam Algen der Gattung Chlorella genutzt und diese so modifiziert, dass per Photosynthese nicht Sauerstoff, sondern Wasserstoff erzeugt wird.

Laut dem Team befindet sich das Projekt noch in einem frühen Stadium, zeigt aber bereits vielversprechende Ergebnisse „zur photobiologischen Wasserstoffproduktion unter aeroben Bedingungen.“

Algenzellen per osmotischer Kompression verdichtet

Die Wissenschaftler um Zhijun Xu haben dazu in zuckerhaltigen Tröpfchen etwa zehntausend Algenzellen eingefangen. Anschließend wurden die Tröpfchen per osmotischer Kompression verdichtet. Dies sorgt dafür, dass die Algen sich im Zentrum konzentrieren, wo ein Sauerstoffmangel herrscht.

Die geringe Sauerstoffkonzentration sorgt in den Algen dann dafür, dass die speziellen Enzyme Hydrogenasen aktiv werden, die dafür sorgen, dass der Photosyntheseprozess Wasserstoff erzeugt. Dabei spalten die Algen Wasser und nehmen dessen Sauerstoff auf, um den Sauerstoffmangel zu kompensieren. Der Wasserstoff ist ein Abfallprodukt des Vorgangs.

Aerobe Bakterien erhöhen Wasserstoffproduktion

Um die Wasserstoffproduktion zu verbessern, nutzten die Wissenschaftler eine dünne Schicht aerober Bakterien, die in den Tröpfchen die Zahl der Algenzellen erhöhte. Laut Xin Huang „ist die Methode einfach und sollte ohne Beeinträchtigung der Lebensfähigkeit der lebenden Zellen skalierbar sein.“

Außerdem ist die Methode flexibel und kann auch zur Herstellung anderer Produkte genutzt werden. Laut Huang „haben die Wissenschaftler kürzlich beispielsweise eine große Anzahl von Hefezellen in den Tröpfchen eingefangen und die mikrobiellen Reaktoren für die Produktion von Ethanol verwendet.“

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