Photosynthese verändert: Forscher lassen Algen grünen Wasserstoff produzieren

Wasserstoff gilt als wichtiger Energieträger der Zukunft. Denn er kann in vielen Bereichen zum Einsatz kommen, in denen heute noch fossile Energieträger benötigt werden. So könnte das Gas in Flugzeugen das Kerosin ersetzen oder in der Stahlherstellung die Verwendung von Kohle überflüssig machen. Ein Problem gibt es allerdings: Die Produktion von Wasserstoff ist extrem energieaufwändig. Nur wenn dabei ausschließlich Erneuerbare Energien zum Einsatz kommen, ist die Verwendung klimaneutral. Man spricht dann von sogenanntem „grünem Wasserstoff“. Ein britisch-chinesisches Forscherteam hat nun aber möglicherweise einen komplett neuen Herstellungsprozess entwickelt. Im Kern geht es dabei um eine Abwandlung der Photosynthese, bei der Pflanzen unter anderem Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff aufspalten. Geforscht wurde mit Algen der Gattung Chlorella.

Der Sauerstoffmangel führt zur Produktion von Wasserstoff

Vereinfacht ausgedrückt konzentrierten die Forscher rund zehntausend Algenzellen in einem zuckerartigen Tröpfchen. Per osmotischer Kompression wurde dann dafür gesorgt, dass diese sich soweit wie möglich mittig platzierten. Denn dort ist der Sauerstoffgehalt am niedrigsten. Durch diese äußeren Umstände wird eine Art Notfallmechanismus in Gang gesetzt. Innerhalb der Zellen werden die sogenannten Hydrogenasen aktiviert. Dabei handelt es sich um Enzyme, die in den normalen Prozess der Photosynthese eingreifen: Die Algenzellen spalten dann Wasser auf und nutzen den darin enthaltenen Sauerstoff. Als Abfallprodukt fällt dann der von den Forschern gewünschte Wasserstoff an. Die Produktion dieser Minireaktoren lässt sich zudem noch erhöhen, indem man sie mit einer Hülle aus aeroben Bakterien überzieht. Dadurch steigt die Anzahl der Algenzellen und es entsteht mehr Wasserstoff.

Wasserstoff dürfte zur wichtigen Ressource werden

Noch stehen die beteiligten Wissenschaftler ganz am Anfang des Erforschungsprozesses. Es ist also nicht zeitnah mit einer kommerziellen Anwendung zu rechnen. Ein Vorteil des Ansatzes konnte allerdings bereits verifiziert werden: Die Methode lässt sich problemlos skalieren. Dies ist von Bedeutung, weil die Menge an Wasserstoff, die zukünftig von der Industrie benötigt werden dürfte, gewaltig ist. Die Bundesregierung geht daher aktuell davon aus, den Bedarf gar nicht durch die Produktion im eigenen Land decken zu können. Geplant sind daher Kooperationen mit afrikanischen Ländern. Saudi-Arabien kündigte zudem bereits an, zum weltgrößten Exporteur von Wasserstoff werden zu wollen. Aktuell soll dieser aber noch auf klassische Art und Weise erzeugt werden – mit Sonnenstrom in der Planstadt Neom.

Via: Nature

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