Man nehme Algen und Photovoltaik – und fertig ist die Brennstoffzelle. Forscher an der Universit\u00e4t Cambridge haben tief in die Prozesse einer Alge geschaut und ein Bio-PV-System entwickelt, das mit Hilfe von Algen Sonnenenergie in Strom umwandeln und speichern kann. Die Energiewende ist damit zwar nicht geschafft, aber Regionen ohne Anbindung ans Stromnetz k\u00f6nnten davon profitieren.<\/p>\n
Geht es, in welchem Zusammenhang auch immer, um Algen, sind die Reaktionen gemischt. Die einen sehen darin eine Gefahr f\u00fcr Schiffsoberfl\u00e4chen und sagen den Algen den Kampf an<\/a>. Andere versuchen, aus der Not eine Tugend zu machen und die gr\u00fcne Plage als Energiequelle<\/a> zu nutzen oder sie als Ersatz f\u00fcr Plastikflaschen<\/a> zu vermarkten.<\/p>\n Algen als alternative zu synthetischer PV? Diese Solarzellen nutzen die photosynthetischen Eigenschaften von Mikroorganismen, wie eben Algen, um Licht in elektrischen Strom umzuwandeln. W\u00e4hrend der Photosynthese produzieren Algen Elektronen, von denen einige au\u00dferhalb der Zelle exportiert werden, wo sie elektrischen Strom f\u00fcr die Stromversorgung von Ger\u00e4ten liefern k\u00f6nnen.<\/p>\n Bislang haben bei Bio-PV sowohl die Ladung (Lichtsammlung und Elektronenerzeugung) als auch die Leistungsabgabe (\u00dcbertragung auf den Stromkreis) in einer einzigen Kammer untergebracht; die Elektronen erzeugen Strom, sobald sie abgesondert wurden.<\/p>\n Die Cambridge-Forscher aus den Bereichen Biochemie, Chemie und Physik haben gemeinsam ein Zwei-Kammer-Bio-PV-System entwickelt, bei dem die beiden Kernprozesse einer Solarzelle – die Erzeugung von Elektronen und deren Umwandlung in Strom \u2013 getrennt werden.<\/p>\n \u201eLadung und Energieabgabe haben oft widerspr\u00fcchliche Anforderungen\u201c, erkl\u00e4rt Kadi Liis Saar aus dem Fachbereich Chemie. Ein Beispiel: Um eine effiziente Ladung sicherzustellen, muss die Ladeeinheit dem Sonnenlicht ausgesetzt werden. Die Stromversorgungseinheit erfordert dagegen keine Lichteinwirkung, sondern sollte die Elektronen mit minimalen Verlusten in Strom umwandeln k\u00f6nnen.<\/p>\n Trennung brachte mehr Leistung Dazu sagt Prof. Tuomas Knowles vom Fachbereich Chemie: \u201eIn Miniaturskalen verhalten sich Fl\u00fcssigkeiten sehr unterschiedlich, was es uns erm\u00f6glicht, Zellen zu konstruieren, die effizienter sind, mit geringerem Innenwiderstand und geringeren elektrischen Verlusten.\u201c<\/p>\n Mutantenalgen erh\u00f6hen die Leistungsdichte Das ist zwar immer noch nur etwa ein Zehntel der Leistungsdichte herk\u00f6mmlicher Solarbrennstoffzellen, aber dies neuen Zellen haben dennoch einige attraktive Eigenschaften, insbesondere weil Algen auf nat\u00fcrliche Weise wachsen und sich teilen, w\u00fcrden Systeme, die auf diesen Algen basieren, weniger Energieaufwand erfordern und k\u00f6nnten dezentral produziert werden.<\/p>\n Bio-PV kann Strom in netzferne H\u00e4user bringen Man nehme Algen und Photovoltaik – und fertig ist die Brennstoffzelle. Forscher an der Universit\u00e4t Cambridge haben tief in die Prozesse einer Alge geschaut und ein Bio-PV-System entwickelt, das mit Hilfe von Algen Sonnenenergie in Strom umwandeln und speichern kann. Die Energiewende ist damit zwar nicht geschafft, aber Regionen ohne Anbindung ans Stromnetz k\u00f6nnten davon […]<\/p>\n","protected":false},"author":59,"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":[11861,14122],"supplier":[1311],"class_list":["post-49276","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-bio-based","tag-algen","tag-photovoltaik","supplier-university-of-cambridge-uk"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/49276","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\/59"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=49276"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/49276\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=49276"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=49276"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=49276"},{"taxonomy":"supplier","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/supplier?post=49276"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}
\nNun steht den kleinen Meeresbewohnern vielleicht eine neue Karriere bevor: Denn Forscher der Universit\u00e4t Cambridge haben Algen f\u00fcr die Biophotovoltaik entdeckt. Biologische Solarzellen haben sich in den vergangenen Jahren neben der synthetischen Photovoltaik als umweltfreundlicher und kosteng\u00fcnstiger Ansatz zur Gewinnung von Sonnenenergie und f\u00fcr deren Umwandlung in elektrischen Strom etabliert.<\/p>\n
\nDurch den Aufbau eines Zweikammersystems waren die Forscher in der Lage, beide Einheiten unabh\u00e4ngig voneinander zu konstruieren und dadurch die Leistung der Prozesse zu optimieren. So haben sie die Leistung der Stromversorgungseinheit durch Miniaturisierung gesteigert.<\/p>\n
\nDas Team verwendete gentechnisch ver\u00e4nderte Algen. Ihre mutierten Zellen sind in der Lage, die Menge an elektrischer Ladung zu minimieren, die w\u00e4hrend der Photosynthese nicht produktiv abgebaut wird. Zusammen mit dem neuen Design erm\u00f6glichte dies den Forschern den Bau einer Bio-PV Zelle mit einer Leistungsdichte von 0,5 W\/m2 \u2013 f\u00fcnfmal mehr als bei der bisherigen Konstruktion.<\/p>\n
\nAuch wenn die Forscher nicht davon ausgehen, dass mit Algen betriebene Brennstoffzellen genug Strom erzeugen, um ein Stromnetz aufrecht zu erhalten, k\u00f6nnen sie in Gebieten wie dem l\u00e4ndlichen Afrika, wo zwar Sonnenlicht aber kein Stromnetz vorhanden ist, hilfreich sein. W\u00e4hrend die synthetische Photovoltaik auf Halbleiterbasis in der Regel in Anlagen produziert wird, die weit entfernt von ihrem Einsatzort liegen, k\u00f6nnte die Produktion von Bio-PV direkt von der lokalen Bev\u00f6lkerung durchgef\u00fchrt werden.
\nDr. Paolo Bombelli vom Fachbereich Biochemie ist sich sicher: “Diese Entwicklungen werden algenbasierte Systeme der praktischen Umsetzung n\u00e4herbringen.”<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"