Pflanzen unter Strom

Die Photosynthese macht Pflanzen zu einer möglichen direkten Quelle für die Gewinnung elektrischer Energie. Wie die bei der Photosynthese entstehende chemische Energie direkt in elektrische Energie umgewandelt werden kann, zeigten französische Wissenschaftler.

Bei der Photosynthese verwandelt eine Pflanze Sonnenenergie in chemische Energie. Dabei werden unter Einwirkung von Licht Kohlendioxid (CO2) und Wasser (H2O) in einer chemischen Reaktion in Glucose und Sauerstoff umgewandelt. 

Die Wissenschaftler des Forschungszentrums Paul Pascual (CNRS) entwickelten eine Biotreibstoff-Zelle, die die Glucose-Bildung eines Pflanzenblattes während der Photosynthese in Echtzeit aufzeichnet. Die Elektrode besteht aus einem Enzym, das Glucosemoleküle chemisch oxidiert und einem weiteren, das Sauerstoff zu Wasser reduziert. Eingesetzt in ein Kaktusblatt reagierten die Elektroden in Echtzeit auf Licht. Der an den Elektroden gemessene Strom fließt kontinuierlich bis die Lichtquelle abgeschaltet wird. Die Stromausbeute nimmt mit der Lichtintensität zu, da auch die Produktion von Glucose und Sauerstoff mit stärkerer Beleuchtung ansteigt. Bei einem Kaktusblatt wurden in Experimenten bis zu neun Watt pro Quadratzentimeter erreicht. 

Durch das Experiment konnte erstmals der Verlauf der Glucosekonzentration während der Photosynthese in Echtzeit beobachtet werden, was auch zu einem besseren Verständnis der Photosynthese führt.

Anwendungsmöglichkeiten für ihre Erfindung sehen die Forscher u.a. in der Medizin. Eine "Biotreibstoff"-Zelle, die man unter der Haut einsetzt, könnte aus dem in Körperflüssigkeiten vorhandenen Sauerstoff und Glucose Strom erzeugen. Praktisch wäre dies für Sensoren im Körper, die beispielsweise die Glucose-Werte von Diabetikern automatisch beobachten und gegebenenfalls ein Warnsignal geben. Die Wissenschaftler erhoffen sich aus ihrer Entdeckung zudem Impulse für die Entwicklung neuer Strategien für eine umweltfreundliche, erneuerbare Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie.