(pte) – Forscher der University of Cambridge http://cam.ac.uk sind ein gutes Stück auf dem Weg hin zur lebenden Batterie vorangekommen. Sie haben per 3D-Druck unzählige eng beieinanderstehende Nanotürmchen gebaut, in denen sich Cyanobakterien wohlfühlen. Diese wandeln Sonnenlicht in elektrische Energie um, die sie selbst verbrauchen. Der chinesisch-australischen Chemikerin Jenny Zhang, die derzeit in Cambridge forscht, und ihrem Team ist es gelungen, einen Teil der Elektronen, die die Bakterien erzeugen, abzuzweigen und als elektrischen Strom zu nutzen.

Material gibt den Ausschlag

Das ist auch anderen Forschern schon gelungen, doch die Ausbeute bei den Mikroorganismen in den Nanotürmchen ist weitaus größer. „Es gab einen Engpass in Bezug darauf, wie viel Energie man tatsächlich aus fotosynthetischen Systemen extrahieren kann, aber niemand verstand, wo der Engpass war. Die meisten Wissenschaftler gingen davon aus, dass der Engpass auf der biologischen Seite lag, in den Bakterien, aber wir haben festgestellt, dass er auf der materiellen Seite lag“, so Zhang.

Um zu wachsen und Elektronen zu erzeugen, brauchen Cyanobakterien viel Sonnenlicht. Um die Energie, die sie durch Fotosynthese produzieren, zu extrahieren, müssen die Bakterien an Elektroden befestigt werden. Die Türmchen, zwischen denen die Cyanobakterien leben und sich pudelwohl fühlen, bestehen aus einem leitfähigen Metalloxid, fungieren also als Elektroden, die die produzierten Elektronen ableiten, sodass sie nutzbar sind. Verglichen mit anderen Techniken erhöhte sich die Ausbeute um eine ganze Größenordnung.

Alleskönner Cyanobakterien

„Ich war selbst überrascht, dass wir eine so hohe Ausbeute haben“, sagt Zhang. Doch schon vor vielen Jahren seien Prognosen abgegeben worden, dass derartige Zahlen erreicht werden können. „Dies ist jedoch das erste Mal, dass diese Zahlen experimentell bestätigt wurden.“ Das lasse auch für andere Prozesse hoffen, in die Cyanobakterien verwickelt sind. Diese Mikroorganismen seien lebende chemische Fabriken, die sich auch zur Herstellung von Kraftstoffen und Chemikalien nutzen lassen. Zhang glaubt, dass die neuen Erkenntnisse die Ausbeute auch bei diesen Prozessen verbessern.