01.10.2018

Biosolarzelle produziert Wasserstoff

Die Bochumer Projektbeteiligten Marc Nowaczyk (rechts) und Adrian Ruff Foto: RUB, Marquard

Forscher der Ruhr-Universität-Bochum und der University of Cambridge haben eine Biosolarzelle entwickelt, die Lichtenergie ohne Umwege zur Produktion von Wasserstoff nutzen kann. Dazu können molekulare Bausteine von Pflanzen und Mikroorganismen wie Legosteine kombiniert werden. In der Natur kommt eine solche Kombination nicht vor: Pflanzen können zwar mit Lichtenergie Kohlendioxid in Biomasse verwandeln, aber keinen Wasserstoff produzieren. Manche Bakterien hingegen können Wasserstoff produzieren, aber nicht direkt mithilfe von Lichtenergie.

 

„Wir konnten erstmals eine Biosolarzelle entwickeln, die direkt einen chemischen Energieträger, in unserem Fall Wasserstoff, erzeugt“, resümiert Dr. Adrian Ruff vom Bochumer Zentrum für Elektrochemie.

 

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Der modulare Aufbau des Systems ermöglicht einen einfachen Austausch der biologischen und chemischen Bauteile, sodass vielfältige Anwendungen für die Zukunft denkbar sind.

 

„Unser molekularer Legokasten bietet vielfältige Möglichkeiten für zukünftige Anwendungen“, sagt Privatdozent Dr. Marc Nowaczyk vom RUB-Lehrstuhl für Biochemie der Pflanzen. „Denkbar wäre es zum Beispiel, flüssige Energieträger auf der Basis von Kohlenstoff aus dem klimaschädlichen Kohlendioxid herzustellen.“

Die Pflanzen-Bauteile stammen aus Cyanobakterien (Blaualgen), die die Fähigkeit haben, Licht in Biomasse zu verwandeln. Die Komponente zur Wasserstoffproduktion – ein Enzym namens Hydrogenase – stammt aus Bakterien, die unter sauerstoffarmen Bedingungen leben. Diese Bausteine kombinierten die Forscher mit einem in Bochum entwickelten Kunststoff, den Redoxpolymeren, die die Energie von den lichtaktiven Elementen zu einer Elektrode weiterleiteten, welche die Wasserstoffproduktion antrieb. Die Ergebnisse haben die Bochumer Forscher mit Kollegen der University of Cambridge in der Zeitschrift „Nature Energy“ veröffentlicht.


hjo

 

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