{"id":22571,"date":"2014-09-23T02:04:56","date_gmt":"2014-09-23T00:04:56","guid":{"rendered":"http:\/\/www.innovations-report.de\/html\/berichte\/biowissenschaften-chemie\/algen-geben-gas.html"},"modified":"2014-09-22T10:36:35","modified_gmt":"2014-09-22T08:36:35","slug":"algen-geben-gas","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/algen-geben-gas\/","title":{"rendered":"Algen geben Gas"},"content":{"rendered":"

Wasserstoff als regenerativer Treibstoff, produziert in riesigen Wassertanks voller Algen, die daf\u00fcr lediglich Sonnenlicht ben\u00f6tigen: theoretisch ein gutes Konzept, das in der Vergangenheit aber vor allem an seinem massiven Platzbedarf gescheitert ist. Wissenschaftler der M\u00fclheimer Max-Planck-Institute f\u00fcr chemische Energiekonversion und f\u00fcr Kohlenforschung sowie der AG Photobiotechnologie an der Ruhr-Universit\u00e4t Bochum haben nun einen Weg gefunden, die Effizienz der Wasserstoffproduktion in Mikroalgen um das F\u00fcnffache zu steigern. Wenn die Algen den Energietr\u00e4ger wirkungsvoller erzeugen, l\u00e4sst sich dieser auf einer kleineren Fl\u00e4che mit praxistauglicher Ausbeute gewinnen. F\u00fcr die Produktion des Wasserstoffs sind dann auch keine seltenen und teuren Edelmetalle mehr n\u00f6tig, mit deren Hilfe das energiereiche Gas bisher technisch aus Wasser abgespalten wird.<\/strong><\/p>\n

Lebewesen brauchen Elektronen an vielen Stellen, denn sie bauen damit zahllose chemische Verbindungen auf. Algen und andere Photosynthese betreibende Organismen setzen Elektronen mit Hilfe des Sonnenlichtes aus Wasser frei und verteilen sie dann in der Zelle. Daf\u00fcr ist das eisenhaltige Protein PETF zust\u00e4ndig, es transportiert die Elektronen vor allem an die Ferredoxin-NADP+-Oxidoreduktase (FNR), sodass zun\u00e4chst NADPH gebildet wird und schlie\u00dflich aus Kohlenstoffdioxid Kohlenhydrate entstehen. Zu den vielen weiteren Prozessen, f\u00fcr die PETF die Elektronen liefert, geh\u00f6rt auch die Wasserstoffproduktion durch Hydrogenasen. Diese sind sehr leistungsf\u00e4hige Enzyme, die ein einzigartiges aktives Zentrum aus sechs Eisenatomen enthalten, an dem die angelieferten Elektronen an Protonen gebunden werden. Auf diese Weise entsteht molekularer Wasserstoff.<\/p>\n

Mit Hilfe der sogenannten kernmagnetischen Resonanzspektroskopie, auf der auch die medizinische Kernspintomografie beruht, untersuchten die Wissenschaftler um Sigrun Rumpel, Postdoktorandin am M\u00fclheimer Max-Planck-Institut f\u00fcr Chemische Energiekonversion, welche Bestandteile, genauer gesagt Aminos\u00e4uren, von PETF mit der Hydrogenase und welche mit FNR interagieren. Es zeigte sich, dass zwei Aminos\u00e4uren von PETF nur f\u00fcr die Bindung an FNR wichtig sind. Indem die Forscher diese beiden Aminos\u00e4uren und das Enzym FNR gezielt genetisch ver\u00e4nderten, konnte das PETF nicht mehr so effizient an FNR binden. Das Enzym lieferte daher weniger Elektronen an FNR und \u00fcbertrug sie stattdessen vermehrt an die Hydrogenase. Auf diese Weise steigerten die Wissenschaftler die Wasserstoff-Produktion um das F\u00fcnffache.<\/p>\n

\u201eDamit die Wasserstoffproduktion mithilfe von Algen technisch anwendbar wird, muss ihre Effizienz im Vergleich zum nat\u00fcrlichen Prozess insgesamt um das 10- bis 100-fache steigen\u201c, sagt Sigrun Rumpel. \u201eWir haben mit der gezielten genetischen Ver\u00e4nderung von PETF und FNR jetzt bereits einen gro\u00dfen Schritt in diese Richtung gemacht.\u201c Bisher wird f\u00fcr die Erzeugung von Wasserstoff aus erneuerbaren Energietr\u00e4gern Wasser elektrolytisch gespalten. Daf\u00fcr werden derzeit teure und seltene Edelmetalle wie Platin ben\u00f6tigt, sodass Wasserstoff noch nicht mit anderen Treibstoffen konkurrieren kann. Sigrun Rumpel und andere Forscher arbeiten daher daran, den Energietr\u00e4ger von Algen produzieren zu lassen. Nat\u00fcrlicherweise erzeugen die Mikroorganismen das Gas aber mit sehr geringer Ausbeute. Daher m\u00fcssten immense Fl\u00e4chen mit Tanks voller Algenkulturen zugestellt werden, um ann\u00e4hernd den Bedarf Deutschlands zu decken, falls Fahrzeuge k\u00fcnftig einmal nicht mehr mit Benzin und Diesel, sondern mit Wasserstoff betrieben w\u00fcrden.<\/p>\n

\u201eDie Ergebnisse haben eine gro\u00dfe Bedeutung auf dem Weg hin zu einer wettbewerbsf\u00e4higen, regenerativen Erzeugung von Treibstoffen mit Hilfe von Mikroalgen\u201c, sagt Sigrun Rumpel. Die Ver\u00e4nderung der Elektronentransferwege k\u00f6nnte die Wasserstoffproduktion in Zukunft noch weiter verbessern. Daher wollen die Forscher nun verschiedene Modifikationen miteinander kombinieren.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Genetisch veränderte Enzyme ermöglichen eine effiziente Produktion von WasserstoffWasserstoff als re…<\/p>\n","protected":false},"author":3,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_seopress_robots_primary_cat":"","nova_meta_subtitle":"","footnotes":""},"categories":[5572],"tags":[],"supplier":[621,5225,620,1806],"class_list":["post-22571","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-bio-based","supplier-max-planck-gesellschaft","supplier-max-planck-institut-fuer-chemische-energiekonversion","supplier-max-planck-institut-fuer-kohlenforschung","supplier-ruhr-universitaet-bochum"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/22571","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/users\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=22571"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/22571\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=22571"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=22571"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=22571"},{"taxonomy":"supplier","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/supplier?post=22571"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}