Photosynthese für saubere Energie


Forscher des Technion – Israel Institute of Technology und der Ruhr-Universität Bochum (RUB) haben offenkundig einen grossen Schritt nach vorn gemacht, um BIO-photoelektrochemische Zellen (BIOcells) zu einer sauberen Energiequelle der Zukunft zu machen, wie das Technion einer aktuellen Pressemitteilung ausführt:

“Sie haben eine Effizienzhürde überwunden, indem sie erfolgreich die Leistung der effizienten Lichtabsorption durch photosynthetische Lichtsammelkomplexe mit der elektrochemischen Leistung des Photosystems II (PSII), dem wasserspaltenden Enzym der Natur, kombiniert haben.

Der Durchbruch ist eine funktionelle Lösung zur Überwindung der bisher begrenzten Effizienz aufgrund einer “Grünes-Licht-Lücke” im Absorptionsspektrum von Geräten für biosolare Energie. Die Ergebnisse wurden im Journal of Materials Chemistry A veröffentlicht.

In der Natur haben sich Bakterien, Algen und Pflanzen entwickelt, um Sonnenenergie durch Photosynthese effizient in chemische Energie umzuwandeln. BIO-Zellen sind ein innovatives Konzept im Bereich der erneuerbaren Energien, das darauf abzielt, diesen natürlichen Prozess halbkünstlich für die Entwicklung sauberer, erschwinglicher und effizienter Energiequellen nutzbar zu machen.

In der Natur haben sich Bakterien, Algen und Pflanzen dahingehend entwickelt, um Sonnenenergie durch Photosynthese effizient in chemische Energie umzuwandeln. BIO-Zellen sind ein innovatives Konzept im Bereich der erneuerbaren Energien, das darauf abzielt, diesen natürlichen Prozess halbkünstlich für die Entwicklung sauberer, erschwinglicher und effizienter Energiequellen nutzbar zu machen.

BIO-Zellen nutzen grosse Proteinkomplexe, so genannte Photosysteme, die die Fähigkeit haben, Sonnenlicht in elektrische Energie umzuwandeln. Von Pflanzen, Algen oder Cyanobakterien isoliert, sind die Photosysteme in der Natur für die Umwandlung von Sonnenlicht in Energie verantwortlich.

PSII ist eine wertvolle Art von Photosystem, weil es Wasser als Elektronenquelle für die Stromerzeugung nutzt. Es ist die Quelle allen Sauerstoffs, den wir atmen, und aller Nahrungsmittel, die wir essen.

Aber BIO-Zellen, die nur PSII-Komplexe enthalten, haben nur eine begrenzte Effizienz. Der Wirkungsgrad wird durch die Menge der aus der Zelle austretenden elektrischen Leistung geteilt durch die einfallende Sonnenlicht-Energie gemessen, und PSII allein kann nur einen begrenzten Bereich von Licht umwandeln. Sie sind nicht in der Lage, grünes Licht, das etwa 50% des sichtbaren Lichts ausmacht, in Energie umzuwandeln.

Bei Cyanobakterien und Rotalgen wird dies durch den Lichtsammelkomplex Phycobilisome (PBSs) korrigiert. PBSs sind Proteinstrukturen, die in Cyanobakterien gefunden werden und es ihnen ermöglichen, Licht zu ernten, das von den Chlorophyllmolekülen in PSII nicht effizient absorbiert wird. PBSs fungieren als lichtabsorbierende Transmitter, die Anregungsenergie in die Reaktionszentren von PSII leiten.”

(Technion)



Kategorien:Wissenschaft

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