https://www.grenzwissenschaft-aktuell.de


Montag, 22. Februar 2010

Forscher nutzen Photosynthese als elektrische Energiequelle

Der Leistungsgraph der in einen Kaktus eingepflanzten Biobrennstoffzelle zeigt die Produktion von Glucose (schwarze Kurve) und Sauerstoff (rot) als das Ergebnis der Beleuchtung der Pflanze (s. Pfeile und Foto) | Copyright: Flexer, Mano; Anal Chem.

Pessac/ Frankreich - Französischen Wissenschaftlern ist es erstmals gelungen, die chemische Energie, wie sie durch Photosynthese erzeugt wird, in elektrische Energie umzuwandeln. Dieser Prozess könnte völlig neue Wege zur umweltfreundlichen und erneuerbaren Umwandlung von Sonnenenergie in Elektrizität eröffnen aber auch medizinisch genutzt werden.

Durch Photosynthese wandeln Pflanzen Lichtenergie in chemische Energie um, in dem die Pflanzen mit Hilfe von lichtabsorbierenden Farbstoffen (u. a. Chlorophyllen) aus energiearmen, anorganischen Stoffen, hauptsächlich Kohlenstoffdioxid (CO2), und Wasser (H2O), energiereiche organische Kohlenhydrat-Verbindungen (u. a. Glucose) und Sauerstoff (O2) synthetisieren.

www.grenzwissenschaft-aktuell.de
+ + + HIER können Sie unseren täglichen Newsletter bestellen + + +

Am "Centre de Recherche Paul Pascal" des "Centre National de la Recherche Scientifique" (CNRS) haben Forscher um Nicolas Mano und Victoria Flexner eine biologische Brennstoffzelle entwickelt, die mittels Produkten der Photosynthese (Glucose und Wasser) funktioniert und aus zwei Elektroden besteht. Die Ergebnisse haben die Forscher aktuell im Fachmagazin "Analytical Chemistry" veröffentlicht.


Die Zelle wurde in eine lebende Pflanze, in die dicken Blätter eines Kaktus, eingepflanzt. Nachdem die Sauerstoff- und Glucose-sensiblen Elektroden in das Kaktusblatt verpflanzt worden war, konnten die Wissenschaftler erstmals in Echtzeit den Vorgang der Photosynthese in einem lebenden System beobachten.

Hierbei zeigte sich ein Anstieg des elektrischen Stroms ab jenem Moment, in dem eine Schreibtischlampe die Pflanze beschien. Wurde das Licht wieder ausgeschaltet, kam es zu einem abrupten Rückgang der Werte (s. Abb.; ON/OFF). Während der Experimente gelang es den Wissenschaftlern ebenfalls zum ersten Mal den Verlauf der Glucose-Pegel während der Photosynthese zu beobachten.


Zudem zeigten die Forscher, dass die in den Kaktus eingepflanzte Zelle 9 Mikrowatt (0,009 mW) pro Quadratzentimeter erzeugen kann. Da diese Ausbeute proportional zur Lichtintensität steht, resultiert eine stärkere Beleuchtung in einer beschleunigten Photosynthese-Produktion von Glucose und Sauerstoff. Es steht also gleichzeitig mehr "Treibstoff" zum Betrieb der Zelle selbst zur Verfügung.


Auch wenn mit der Versuchszelle noch kaum nennenswerte Energie erzeugt werden konnte, könnte zukünftig ein solches System die Grundlage für neue Strategien zur umweltfreundlichen und erneuerbaren Umwandlung von Sonnenenergie in Elektrizität bilden. Hinzu könnte die entwickelte Zelle auch in der Medizin eingesetzt werden. Wenn diese sich sozusagen autonom unterhalb der Haut mit Energie versorgt und hier beispielsweise als subkutaner Sensor zur Überwachung der Glucosewerte bei Diabetes-Patienten eingesetzt werden könnte.

Quellen: grenzwissenschaft-aktuell.de / cnrs.fr
Copyright: grenzwissenschaft-aktuell.de
(falls nicht anders angegeben)


Für die Inhalte externer Links übernehmen wir keine Verantwortung oder Haftung.


WEITERE MELDUNGEN finden Sie auf unserer STARTSEITE