{"id":13331,"date":"2013-07-10T00:00:00","date_gmt":"2013-07-09T22:00:00","guid":{"rendered":"http:\/\/www.bio-based.eu\/news\/index.php?startid=20130710-08n"},"modified":"2013-07-10T00:00:00","modified_gmt":"2013-07-09T22:00:00","slug":"wasserstofftechnologien-neues-verfahren-zur-nutzung-von-enzymen-als-katalysatoren","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wasserstofftechnologien-neues-verfahren-zur-nutzung-von-enzymen-als-katalysatoren\/","title":{"rendered":"Wasserstofftechnologien: Neues Verfahren zur Nutzung von Enzymen als Katalysatoren"},"content":{"rendered":"

Zum ersten Mal hat ein gemischtes Team von Forschern der franz\u00f6sischen Beh\u00f6rde f\u00fcr Atomenergie und alternative Energien (CEA), des College de France, des franz\u00f6sischen Zentrums f\u00fcr wissenschaftliche Forschung (CNRS) und der Universit\u00e4t Joseph Fourier in Grenoble1)<\/sup> eine Methode zur in vitro Aktivierung des Enzyms Hydrogenase entwickelt. Dieses Enzym findet man in Mikroorganismen, die Wasserstoff als Energiequelle nutzen. Auf der Grundlage dieses Ergebnisses wird es nun m\u00f6glich, die vielf\u00e4ltigen Hydrogenasen zu nutzen und auf l\u00e4ngere Sicht k\u00fcnstliche Enzymen zu ″erfinden″, die als potenzielle Katalysatoren f\u00fcr Brennstoffzellen oder zur Erzeugung von Wasserstoff aus erneuerbaren Energiequellen genutzt werden k\u00f6nnen. Diese Ergebnisse wurden am 26. Juni 2013 auf der Webseite der Zeitschrift Nature<\/a> ver\u00f6ffentlicht.<\/b><\/p>\n

Die Erzeugung von Wasserstoff durch Wasserelektrolyse und seine anschlie\u00dfende Nutzung als Brennstoff z.B. in Brennstoffzellen bietet interessante Perspektiven im Bereich der Energiespeicherung. Diese sowohl leistungsstarken als auch vielversprechenden Techniken erfordern jedoch den Einsatz von Katalysatoren auf der Basis von edlen, teuren und knappen Metallen wie Platin. Es bedarf also g\u00fcnstiger Alternativen.<\/p>\n

Bestimmte Mikroorganismen, insbesondere Mikroalgen, k\u00f6nnen Wasserstoff erzeugen und ihn als Energiequelle f\u00fcr ihren Stoffwechsel verwenden. Als Katalysatoren nutzen sie Metallenzyme aus reichlich vorkommenden Metallen wie Eisen, mit bemerkenswerten katalytischen Eigenschaften \u2013 Hydrogenasen. Bei der Entwicklung von effizienteren biologischen Elektrolyseger\u00e4ten oder Bio-Brennstoffzellen bilden sie heute nat\u00fcrliche Alternativen zu Platin. Allerdings sind die aktiven Zentren dieser Enzyme komplex; ihre Biosynthese erfordert spezifische, noch weitgehend unerforschte und nur unzureichend charakterisierte biologische Maschinerien, die nur in cellulo effektiv funktionieren.<\/p>\n

Das Forscherteam hat k\u00fcrzlich in Zusammenarbeit mit dem Max-Planck-Institut f\u00fcr chemische Energiekonversion in M\u00fclheim und der Ruhr-Universit\u00e4t in Bochum ein Reagenz geschaffen, das eine inaktive Hydrogenase (ohne aktives Zentrum), in vitro und mit hoher Effizienz, in eine vollst\u00e4ndig aktive Hydrogenase umwandeln kann. Das urspr\u00fcngliche, aus einem synthetischen biomimetischen Komplex und einem stabilisierenden Protein geformte Reagenz, kann mit der inaktiven Hydrogenase reagieren, indem es ihr den synthetischen biomimetischen Teil \u00fcbertr\u00e4gt. Dessen Struktur ist dem nat\u00fcrlichen aktiven Zentrum \u00e4hnlich genug, um dem auf diese Weise nachgebildeten Enzym seine nat\u00fcrliche katalytische Kraft weiterzugeben.<\/p>\n

Diese k\u00fcnstliche Aktivierung der Hydrogenase er\u00f6ffnet gro\u00dfe Chancen sowohl f\u00fcr die Grundlagen- als auch f\u00fcr die angewandte Forschung. Diese Ergebnisse erm\u00f6glichen ein besseres Verst\u00e4ndnis der Auswirkungen der Proteine auf das aktive Zentrum des Enzyms. Des Weiteren erleichtern sie die Erforschung der Hydrogenasen, mit dem Ziel, das effizienteste und stabilste Enzym f\u00fcr technologische Anwendungen zu finden. Durch die Synthese von analogen vielf\u00e4ltigen aktiven Zentren k\u00f6nnten mit diesem Verfahren schlie\u00dflich neue Enzyme \u2013 k\u00fcnstliche Hydrogenasen \u2013 “erfunden\u201d werden, die in k\u00fcnftigen Brennstoffzellen oder bei der Wasserstofferzeugung aus erneuerbaren Energien Anwendung finden.<\/p>\n

1)<\/sup> Alle Forscher sind auch Mitglieder des Exzellenzlaboratoriums ARCANE, das im Bereich der nachhaltigen Chemie f\u00fcr Gesundheit und erneuerbare Energien t\u00e4tig ist.<\/i><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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