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BiotechnologieNeuer Ansatz bei der Herstellung von Wasserstoff aus Algen

Reagenzglas mit grüner Flüssigkeit
Forscher können mittlerweile Wasserstoff aus Algen gewinnen, allerdings nur in sehr kleinen Mengen.(Symbolbild Foto: Chokniti Khongchum auf Pixabay)

Einem Forscherteam ist es unter Laborbedingungen gelungen, Algen zur Wasserstoffproduktion anzuregen. Sie verdichteten dafür Algenzellen in einem Tröpfchen und brauchten damit sehr viel weniger Platz als in früherer Forschungsansätzen.

04.12.2020 – Blaualgen waren die Erfinder der Photosynthese und die ersten Sauerstoffproduzenten auf unserer Erde. Im Laufe der Evolution entwickelten sich unzählige Algenarten, sie waren für 2,5 Milliarden Jahre die einzigen Pflanzen auf unserem Planeten. Auch heute sind sie für das Leben unverzichtbar: nicht nur als Sauerstoffproduzenten, sie binden auch enorme Mengen Kohlendioxid und sind Grundstein einer langen Nahrungskette.

Algen als Rohstoff der Zukunft sind für viele Branchen interessant: für die Nahrungsindustrie, Kosmetik, Medizin. Auch als Biomasse für die Energieproduktion werden ihnen Potenziale zugeschrieben. Der großflächige Anbau von Energiepflanzen wie Mais oder Zuckerrohr mit all seinen negativen Folgen wäre dann Geschichte.  Eine konkrete Anwendung bietet das deutsche Unternehmen Solaga, das mit Algenkulturen an Fassaden die Luftqualität in Städten verbessern will.

Ein weiteres Talent der Urpflanze wird seit längerem erforscht: die Wasserstoffproduktion aus Algen. Das Konzept scheiterte in der Vergangenheit aber vor allem an seinem massiven Platzbedarf.

Wasserstoffproduktion auf kleinstem Raum

Einem Forscherteam der Universität Bristol und des Harbin Institute of Technology in China ist es gelungen, die Photosynthese einer Algenart so zu beeinflussen, dass die Algen statt Sauerstoff Wasserstoff produzieren – und das auf kleinstem Raum. Publiziert wurde das Experiment und seine Ergebnisse im Fachmagazin Nature.

Das Team fing in zuckerhaltigen Tröpfchen Algenzellen ein, die dann durch osmotische Kompression verdichtet wurden. Die rund 10.000 Algenzellen pro Tröpfchen wanderten dabei in das Zentrum des Tröpfchens, wo nur wenig Sauerstoff zur Verfügung stand.

Wie die Online-Plattform Golem beschreibt, werden durch den Sauerstoffmangel spezielle Enzyme aktiviert, die den normalen Photosyntheseprozess zur Wasserstofferzeugung umfunktionieren: Die Algen spalten Wasser und nehmen den Sauerstoff auf. Der Wasserstoff ist dann das Abfallprodukt. Um die Ausbeute zu erhöhen, hat das Team seine Algenreaktoren mit einer dünnen Hülle aus aeroben Bakterien überzogen, wodurch sich die Zahl der Algenzellen in den Tröpfchen erhöhen ließ.

Die Forscher sehen in der Verwendung einfacher Tröpfchen als Trägermaterial einen umweltfreundlichen Ansatz zur Wasserstoffproduktion, den sie in künftigen Arbeiten weiter entwickeln wollen. Xin Huang vom Harbin Institute of Technology erklärte: "Unsere Methodik ist einfach und sollte ohne Beeinträchtigung der Lebensfähigkeit der lebenden Zellen skalierbar sein.“

Die Forschungsergebnisse sind zwar real, aber die Produktion von Wasserstoff aus Algen in großem Stil ist dennoch Zukunftsmusik. Bis aus Laborergebnissen industrielle Prozesse werden, können mehrere Jahre vergehen. Doch wenn die Minikraftwerke den Sprung zur Marktreife schaffen, könnten damit die jetzt bekannten Technologien zur Wasserstofferzeugung sinnvoll ergänzt werden. pf


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