Algen gelten als vielversprechende Energielieferanten, doch die Nutzung steckt noch in den Kinderschuhen. Forscher arbeiten nun an der industriellen Produktion von grünem Wasserstoff durch Mikroalgen.
Sie sind grün, winzig klein – aber große Hoffnungsträger: Unter bestimmten Bedingungen könnten Mikroalgen ihren Stoffwechsel so umstellen, dass sie selbstständig Wasserstoff produzieren können. Wie sich mit Algen große Mengen von – im wahrsten Sinne des Wortes – grünem Wasserstoff herstellen lassen können,wollen Forscher der Ruhr-Universität Bochum und der Universität Osaka (Japan) gemeinsam in einem Projekt herausfinden, das das Bundesministerium für Wissenschaft und Forschung fördert.
Wasserstoffproduktion von der Fotosynthese trennen
„Wir verfolgen einen neuartigen Ansatz für die biologische Wasserstoffproduktion, indem wir den H2-Stoffwechsel, der natürlicherweise in den Chloroplasten bestimmter Mikroalgen vorkommt, auf deren Mitochondrien übertragen wollen“, sagt Thomas Happe, Projektleiter und Leiter der Arbeitsgruppe Photobiotechnologie an der Ruhr-Universität.
Dadurch werde die Wasserstoffproduktion von der Fotosynthese getrennt. Das soll den Zellen ermöglichen, tagsüber fotosynthetisch zu wachsen und in der Nacht gespeicherten Kohlenstoff für eine anhaltende Wasserstoffproduktion zu nutzen. Um den Prozess auf molekularer Ebene optimieren zu können, will das deutsch-japanische Team die beteiligten Biokatalysatoren und Biomoleküle im Detail untersuchen.
Potenzial für die Zukunft?
Riesige Wassertanks, gefüllt mit Algen, die grünen Wasserstoff erzeugen und dafür im Prinzip nur Sonnenlicht benötigen –theoretisch ein vielversprechendes Konzept, das aber von der Praxisreife noch weit entfernt zu sein scheint. „Wir müssen noch Antworten auf viele Fragen finden“, sagt Happe. Ihm gelang es bereits im Jahr 1993, das für die Wasserstoffproduktion verantwortliche Enzym, die sogenannte Hydrogenase, zu isolieren.
Seitdem hat er es geschafft, die gesamte Reaktion im Detail aufzuschlüsseln – und die Wasserstoffherstellung ins Reagenzglas auszulagern. Dass es heute noch keine große „Algen-Wasserstofffabrik“ gibt, liegt ihm zufolge unter anderem am großen Platzbedarf der Produktion bei noch zu geringer Wasserstoffausbeute. Auch seien die Ansprüche der Algen, um zu wachsen, sehr hoch.
„Algenkulturen können durch Bakterien und Pilze verunreinigt werden und Sauerstoff stört die Wasserstoffproduktion.“ Insgesamt aber zeigt sich der Forscher optimistisch. „Grundsätzlich unterscheidet sich Biowasserstoff im chemischen Aufbau nicht vom grünen Wasserstoff, wie er bei der Elektrolyse erzeugt wird.“
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Sie sind grün, winzig klein – aber große Hoffnungsträger: Unter bestimmten Bedingungen könnten Mikroalgen ihren Stoffwechsel so umstellen, dass sie selbstständig Wasserstoff produzieren können. Wie sich mit Algen große Mengen von – im wahrsten Sinne des Wortes – grünem Wasserstoff herstellen lassen können,wollen Forscher der Ruhr-Universität Bochum und der Universität Osaka (Japan) gemeinsam in einem Projekt herausfinden, das das Bundesministerium für Wissenschaft und Forschung fördert.
Wasserstoffproduktion von der Fotosynthese trennen
„Wir verfolgen einen neuartigen Ansatz für die biologische Wasserstoffproduktion, indem wir den H2-Stoffwechsel, der natürlicherweise in den Chloroplasten bestimmter Mikroalgen vorkommt, auf deren Mitochondrien übertragen wollen“, sagt Thomas Happe, Projektleiter und Leiter der Arbeitsgruppe Photobiotechnologie an der Ruhr-Universität.
Dadurch werde die Wasserstoffproduktion von der Fotosynthese getrennt. Das soll den Zellen ermöglichen, tagsüber fotosynthetisch zu wachsen und in der Nacht gespeicherten Kohlenstoff für eine anhaltende Wasserstoffproduktion zu nutzen. Um den Prozess auf molekularer Ebene optimieren zu können, will das deutsch-japanische Team die beteiligten Biokatalysatoren und Biomoleküle im Detail untersuchen.
Potenzial für die Zukunft?
Riesige Wassertanks, gefüllt mit Algen, die grünen Wasserstoff erzeugen und dafür im Prinzip nur Sonnenlicht benötigen –theoretisch ein vielversprechendes Konzept, das aber von der Praxisreife noch weit entfernt zu sein scheint. „Wir müssen noch Antworten auf viele Fragen finden“, sagt Happe. Ihm gelang es bereits im Jahr 1993, das für die Wasserstoffproduktion verantwortliche Enzym, die sogenannte Hydrogenase, zu isolieren.
Seitdem hat er es geschafft, die gesamte Reaktion im Detail aufzuschlüsseln – und die Wasserstoffherstellung ins Reagenzglas auszulagern. Dass es heute noch keine große „Algen-Wasserstofffabrik“ gibt, liegt ihm zufolge unter anderem am großen Platzbedarf der Produktion bei noch zu geringer Wasserstoffausbeute. Auch seien die Ansprüche der Algen, um zu wachsen, sehr hoch.
„Algenkulturen können durch Bakterien und Pilze verunreinigt werden und Sauerstoff stört die Wasserstoffproduktion.“ Insgesamt aber zeigt sich der Forscher optimistisch. „Grundsätzlich unterscheidet sich Biowasserstoff im chemischen Aufbau nicht vom grünen Wasserstoff, wie er bei der Elektrolyse erzeugt wird.“
