Künstliche Photosynthese: "Bionisches Blatt" wandelt Licht in Treibstoff um

Künstliche Photosynthese: "Bionisches Blatt" wandelt Licht in Treibstoff um

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Mit Hilfe von genmanipulierten Bakterien lassen sich Biomasse und Alkohole produzieren. (Foto: University of Harvard)

von Robyn Schmidt

Die Methode eines Havard-Professors, bei der Sonnenlicht und Wasser in Alkohol und Biomasse umgewandelt werden, ist deutlich effizienter als natürliche Photosynthese.

Die besten Vorlagen für neue Erfindungen findet der Mensch oftmals in der Natur. Wenn dortige Phänomene auf die Technik zu übertragen, nennt man das Bionik. Daniel Nocera hat mit seinem “bionischen Blatt” sogar noch mehr geschafft: Er hat die Natur übertrumpft.

Nocera ist Professor in Havard und sein bionisches Blatt ist eine klimaneutrale Energiequelle. Es kann Sonnenlicht und Wasser in Alkohol und Biomasse umwandeln, und das rund zehn Mal so effizient wie bei natürlicher Photosynthese. Diese wandelt Sonnenlicht mit einer Effizient von einem Prozent zu Biomasse um. Noceras Erfindung liegt bei 10,6 Prozent für Biomasse und 6,4 Prozent für Alkohole, die man zur Energiegewinnung verbrennen kann.

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Genmanipulierte Bakterien wandeln den Wasserstoff um

Das Konstrukt aus Sonnenlicht-absorbierendem Material nutzt das Licht, um Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff aufzuteilen. Dann nehmen speziell für das bionische Blatt genmanipulierte Bakterien den Wasserstoff auf und wandeln ihn in Kombination mit CO2 in Biomasse und Alkohole um. Ein ein Liter umfassender “Reaktor” aus Bakterien kann am Tag 500 Liter CO2 verarbeiten.

“Der wichtige Aspekt dieser Arbeit ist zu zeigen, dass man künstliche Photosynthese betreiben kann, und das auch noch mit höherer Effizienz als bei natürlicher Photosynthese”, sagt Nocera. “Die Erträge, die wir erzielt haben, sind bemerkenswert und weisen zumindest mal einen Weg in Richtung einer Industrie der Solarenergie im Gegensatz zu fossilen Brennstoffen.”

Erstes Konzept vor fünf Jahren präsentiert

Natürlich darf man nicht denken, dass die CO2-Bilanz bei dem Verfahren positiv ist. Das CO2, dass die Bakterien aufnehmen, wird bei der Verbrennung des Alkohols wieder freigesetzt. Aber als eine klimaneutrale Energiequelle ist es immerhin besser als die meisten derzeitigen Alternativen.

Ein erstes Konzept des bionischen Blatts hat Nocera schon vor fünf Jahren vorgestellt. Damals allerdings noch ohne die Bakterien, so dass Wasserstoff und Sauerstoff die Endprodukte waren. “Die aktuelle Infrastruktur ist nicht für Wasserstoff als Treibstoff geeignet”, meint Nocera. “Das bionische Blatt umgeht diese Hürde indem es Flüssigtreibstoff produziert, der besser für die Energieinfrastruktur geeignet ist.”

Auch aufgrund dieser bereits etablierten Energieinfrastruktur sieht er die Zukunft seiner Erfindung eher in Entwicklungsländern. “In den westlichen Industriestaaten sind wir an zentralisierte Energienetzwerke gebunden. Diese Entdeckung funktioniert aber am besten in einem verteilten, dezentralisierten System.” Deshalb möchte er beispielsweise in Indien Partner suchen, obwohl er Angebote von vielen verschiedenen Investoren, auch in anderen Ländern, bekommen hat.

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