Algen, die normalerweise die Energie des Sonnenlichts in Sauerstoff umwandeln, können dazu gebracht werden, stattdessen Wasserstoff zu produzieren. Es besteht natürlich keine Gefahr, dass Algen ihren Stoffwechsel permanent umstellen und unsere Luftversorgung in Gefahr bringen. Aber es könnte eine Möglichkeit sein, eine umweltfreundliche Stromquelle zu erzeugen, die gut für Lagerung und Transport geeignet ist.
Im Gegensatz zu anderen Brennstoffen erzeugt Wasserstoff beim Verbrennen nur Wasser und Wärme. Wasserstoff, der bereits stark für die Industrie genutzt wird, könnte die Grundlage für einen Großteil des Transportsystems und ein Energiespeicher für windstille Nächte oder bewölkte Tage werden. Die meisten Bemühungen zur sauberen Erzeugung von Wasserstoff bestehen darin, Strom aus erneuerbaren Quellen zu gewinnen und Katalysatoren zu finden, die Wasser schneller und billiger als bestehende Versionen in Wasserstoff und Sauerstoff aufspalten.
Einen Weg zur Herstellung von Wasserstoff mit Algen haben Xin Huang und Kollegen vom chinesischen Harbin Institute of Technology gefunden. Die Wissenschaftler mischten Zellen der Alge Chlorella pyrenoidosa, die normalerweise Sauerstoff aus Kohlendioxid und Wasser erzeugen, mit einer Lösung von Polysaccharid Dextran. Das Dextran wurde dann in eine Lösung von Polyethylenglykol gemischt, um eine Emulsion mit etwa 9.000 Algenzellen zu erzeugen, die in jedes zuckerhaltige Tröpfchen gepackt waren. Das PEG übte Druck auf die Tröpfchen aus, wodurch sie schrumpften, und fungierte als Barriere zwischen ihnen und der Luft. Die Kombination beraubte die Algenzellen des Sauerstoffs.
Erwartet wurde, dass sie in Folge mehr Sauerstoff produzieren, um für den künstlich hergestellten Verlust zu kompensieren. Stattdessen machten sie eine Verschiebung durch und schalteten Enzyme ein, die als Hydrogenasen bekannt sind. Wie der Name schon sagt, produzieren Hydrogenasen Wasserstoff, was sie erreichen, indem sie den Weg übernehmen, den die Algen normalerweise zur Photosynthese von Sauerstoff nutzen. Das Team stellte fest, dass, solange die Zellen von Sauerstoff ferngehalten werden konnten, die Zellen weiterhin das Sonnenlicht nutzten, um Wasserstoff zu produzieren.
In Nature Communications berichten die Forscher, dass die Beschichtung der algenhaltigen Tröpfchen mit Bakterien dafür sorgte, dass Sauerstoff, ob aus der Atmosphäre oder aus nicht umgewandelten Zellen, schnell abgefangen wurde, um eine Störung der Wasserstoffproduktion zu vermeiden. Die Tröpfchen sind winzig – ihr Durchmesser ähnelt der Breite eines menschlichen Haares -, so dass der von jedem produzierte Wasserstoff winzig ist. Millionen können jedoch mit Leichtigkeit erstellt werden. Ob sich die Methode als kostengünstiger erweisen wird, als Sonnenlicht in Elektrizität umzuwandeln und diese dann für die Wasserelektrolyse zu verwenden, bleibt abzuwarten.
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