Neue Biosolarzelle produziert Wasserstoff
Bochumer Wissenschaftler nutzen molekulare Bausteine von Pflanzen und Mikroorganismen
Projektbeteiligte Marc Nowaczyk (rechts) und Kollege Adrian Ruff (Foto: rub.de)
Bochum (pte/26.09.2018/12:30) Ein internationales Forscher-Team
unter Beteiligung von Wissenschaftlern der Ruhr-Universität Bochum
http://rub.de
hat molekulare Bausteine von Pflanzen und Mikroorganismen in einer
Biosolarzelle kombiniert. Auf diese Weise lässt sich Lichtenergie ohne
Umwege zur Produktion von Wasserstoff nutzen. Details wurden im Journal
"Nature Energy" publiziert.
Nachhaltige Herstellung
In der Natur kommt diese Kombination so nicht vor: Pflanzen können
zwar Lichtenergie nutzen, um Kohlendioxid in Biomasse zu verwandeln,
aber keinen Wasserstoff produzieren. Manche Bakterien hingegen stellen
Wasserstoff her, aber nicht direkt mithilfe von Lichtenergie. "Von der
Kombination der beiden Prozesse erhoffen wir uns langfristig eine
nachhaltige Herstellung des potenziellen Energieträgers Wasserstoff",
sagt Privatdozent Marc Nowaczyk vom Lehrstuhl Biochemie der Pflanzen der
Ruhr-Universität Bochum.
Die Forscher haben die hocheffizienten Komponenten zur
Lichtumwandlung, die sogenannten Photosysteme, aus Cyanobakterien
isoliert, die wie Pflanzen Licht als Energiequelle nutzen können. Die
Komponente zur Wasserstoffproduktion - ein Enzym namens Hydrogenase -
gewannen sie aus Bakterien, die unter sauerstoffarmen Bedingungen leben.
Diese Bausteine kombinierten sie mit Redoxpolymeren, die die Energie
von den lichtaktiven Elementen zu einer Elektrode weiterleiteten, welche
die Wasserstoffproduktion antrieb.
Vielfältiger Einsatz denkbar
Der modulare Aufbau des Systems ermöglicht einen einfachen Austausch
der biologischen und chemischen Bauteile, sodass einzelne Komponenten
weiter optimiert oder durch neue Funktionen ersetzt werden können.
"Unser molekularer Legokasten bietet vielfältige Möglichkeiten für
zukünftige Anwendungen. Denkbar wäre es zum Beispiel, flüssige
Energieträger auf der Basis von Kohlenstoff aus dem klimaschädlichen
Kohlendioxid herzustellen", verdeutlicht Nowaczyk.
(Ende)
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