Innovation: Forscher entwickeln stromerzeugende Pflanze

Innovation: Forscher entwickeln stromerzeugende Pflanze

von Wolfgang Kempkens

US-Forscher haben die Photosynthese in Pflanzen gestoppt, um mit ihnen Strom zu erzeugen. Ist das die Solarzelle der Zukunft?

Blätter erzeugen künftig Strom. Ganz direkt, nicht über den Umweg der Verbrennung. Forschern der University of Georgia ist es gelungen, Elektronen einzufangen, die das Blattgrün bei Beschuss mit Lichtteilchen (Photonen) bildet. Normalerweise setzen die Pflanzen Elektronen postwendend zur Zuckerherstellung ein. Den US-Wissenschaftlern ist es gelungen, diesen Prozess zu unterbrechen. Ehe sich Zucker bilden kann zweigen sie die Elektronen ab, sodass sie in Form von elektrischem Strom nutzbar sind. Zucker ist ein wichtiger Bestandteil von Holz und Fasern.

Wenn es gelingt, das Verfahren in großem Stil zu nutzen, verfügt die Menschheit über die effektivsten Anlagen zur Umwandlung von Licht in Strom. Der Natur ist es in der seit Millionen Jahren anhaltenden Evolution gelungen, Photonen zu nahezu 100 Prozent in Elektronen und damit Strom umzuwandeln. Die besten Solarzellen kommen nur auf gut 30 Prozent, funktionieren allerdings nur, wenn sie der prallen Sonne ausgesetzt sind. Die Photosynthese, wie die Umwandlung von Licht in Elektronen genannt wird, ist dagegen bereits bei Dämmerlicht möglich.

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Die Wissenschaftler haben die so genannten Thylakoide, die für den Einfang der Photonen und die Zwischenspeicherung der Solarenergie zuständig sind, aus dem Blattgrün entfernt. Die darin vorhandenen Proteine manipulierten sie, um den normalen Weg der Elektronen hin zur Bildung von Zucker zu unterbrechen. Diese veränderten Thylakoide platzierten sie auf Nanoröhrchen aus Kohlenstoff, die 50.000 Mal feiner sind als ein menschliches Haar. Diese fungieren als elektrische Leiter, die den Strom sammeln und an ein Kabel übergeben.

Mobiltelefone versorgenDas System ist noch längst nicht ausgereift. Immer noch gehen den Forschern viele Elektronen verloren. Doch der Stromfluss im Labor ist bereits doppelt so hoch wie bei allen vorherigen Experimenten dieser Art. Ramaraja Ramasamy (auf dem Foto rechts), Professor an der Universität und Leiter der Forschung an Blattgrün, glaubt fest daran, dass dieses Verfahren technisch realisierbar ist. Anfangs werde es genutzt, um Kleingeräte wie Mobiltelefone mit Strom zu versorgen. Auf längere Sicht würde es Solarzellen ersetzen. Derzeit sei die Stromproduktion noch bescheiden, gibt er zu, erinnert aber daran, dass Brennstoffzellen vor 30 Jahren noch in den Kinderschuhen steckten. „Heute liefern sie bereits Strom für Autos, Busse und sogar Gebäude“, sagt er. Bei den Solarzellen, deren Vorbild die Natur ist, werde es ähnlich laufen.

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